基于虚拟仪器的列车摆动监测系统的设计与研究

论文摘要

随着中国铁路交通运输业的高速发展，列车早已在国民经济生活中起着举足轻重的作用，而列车脱轨事故则对列车运行安全造成极大的危害，因此开发一种经济实用能够预防列车脱轨的监测装置具有重要的意义。论文从列车脱轨的最终原因——运行列车重心的升高和偏移处考虑，提出基于虚拟仪器平台以二维加速度传感器为探测器实时直观地监测列车运行摆动图并辅助侧向力与垂向力比值作为预警信号的列车摆动监测装置以实时帮助列车司机操作列车。首先介绍了有关列车摆动监测的国内外研究发展现状，然后根据对国内外发展现状的研究，分析了以加速度转换成位移的可行性，提出了应用NI公司出产的LabVIEW软件为开发平台，配合必要的二维加速度传感器、信号调理器和数据采集卡以及无线传输模块组成摆动实时监测系统。该系统在计算机上通过软件控制数据采集、进行信号处理分析实时显示摆动情况，并在超过警戒值时给出报警信号。系统具有高速度、实时性、低价格的特点，而且界面友好，操作简单，扩展性好，易于开发，能基本实现现有晃车仪的应用功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的意义及背景
• 1.2 本文所做研究内容及目标
• 第2章 相关理论分析与实现
• 2.1 列车脱轨研究背景
• 2.2 摆动幅度与脱轨关系数学模型设计
• 2.3 警戒值的设定
• 2.4 加速度与位移转换
• 第3章 虚拟仪器技术在实时监测系统中的应用
• 3.1 虚拟仪器的概念
• 3.1.1 虚拟仪器的组成
• 3.1.2 虚拟仪器与传统仪器的比较
• 3.1.3 虚拟仪器的分类
• 3.2 虚拟仪器软件开发平台——LabVIEW
• 3.2.1 LabVIEW简介
• 3.2.2 LabVIEW的特点
• 第4章 系统总体设计方案
• 4.1 实时监测系统简介
• 4.2 摆动监测系统结构综述
• 4.2.1 系统的总体设计
• 4.2.2 软件的总体设计
• 第5章 系统硬件设备配置
• 5.1 二维加速度传感器
• 5.1.1 传感器的结构及特性
• 5.1.2 信号调理
• 5.1.3 传感器的安装
• 5.2 数据采集模块
• 5.2.1 数据采集卡简介
• 5.2.2 数据采集卡模块实现
• 5.3 无线传输模块
• 5.3.1 Zighee简介
• 5.3.2 Zighee模块实现
• 5.4 电源
• 第6章 系统的软件设计
• 6.1 系统软件的整体结构
• 6.2 信号实时分析
• 6.2.1 滤波分析
• 6.2.2 位移转换
• 6.3 实时监测
• 6.4 数据记录报表
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果