基于MVB网络的磁悬浮列车速度信息采集传输系统设计

论文摘要

磁悬浮列车具有速度快,乘坐舒适等优点,代表着未来快速轨道交通的发展方向。目前,我国在磁浮列车技术的发展还处于起步阶段,许多关键技术还有待研究。磁浮列车测速系统为列车提供的速度信息是列车安全运行的保证,是悬浮系统的关键技术之一。本文通过研究,确立了一套精度高,运行稳定的基于磁浮列车齿槽结构的测速系统技术方案。该方案包括磁浮列车实验线的建立,齿槽传感器的研制,强干扰情况下传感器有效信号地提取,以及最后的基于DSP的测速算法。通过实验,证明了该方案能成功地检测出列车齿槽信息,实现高速磁悬列车测速任务。为实现列车速度等信息有效地传输到控制中心,本文将在高速列车系统里应该非常广泛MVB网络引入到磁浮列车系统中,通过研制MVB网络的底层控制芯片,建立了MVB列车通讯网络,将分布在列车各个角落上的设备连接起来。MVB底层控制芯片采用FPGA设计方法中的自上而下的模块式设计方法。模块可以细分为接收模块,发送模块,超时检测模块,定时模块,以及CPU模块等。这些模块一起配合工作,完成MVB网络控制芯片的复杂功能。最后,在MVB网络控制芯片的基础上,完成了MVB网络监控仪的设计,实现网络的实时监控,为研究、测试MVB网络创造了条件。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• §1.1 引言
• §1.2 磁浮列车的基本原理以及发展状况
• §1.3 我国磁浮的研究状况
• §1.4 问题的提出
• §1.5 论文的主要工作
• 第二章 磁浮列车测速技术与MVB列车网络
• §2.1 磁浮列车测速技术
• §2.1.1 概述
• §2.1.2 测速原理综述
• §2.2 MVB多功能列车通信总线
• §2.2.1 MVB物理层
• §2.2.2 MVB链路层
• §2.2.3 MVB通信过程
• §2.3 小结
• 第三章 基于齿槽传感器的无接触式测速
• §3.1 传感器的研制
• §3.1.1 电感传感器选择以及工作原理
• §3.1.2 传感器激励源频率的选择
• §3.2 信号处理的实现
• §3.2.1 模拟电路设计
• §3.2.2 数字电路设计
• §3.3 小结
• 第四章 MVB网络底层控制芯片设计
• §4.1 MVB底层控制芯片硬件设计
• §4.1.1 接收模块
• §4.1.2 发送模块
• §4.1.3 超时检测单元
• §4.1.4 定时器
• §4.1.5 NIOS Ⅱ CPU
• §4.2 MVB底层控制芯片驱动设计
• §4.3 小结
• 第五章 基于MVB总线的测速系统整体设计与监控
• §5.1 基于MVB总线的磁浮测速系统
• §5.1.1 测速系统与控制芯片通信方式
• §5.1.2 系统测试平台及测试结果
• §5.2 MVB网络监控
• §5.3 小结
• 第六章 结束及展望
• 参考文献
• 附录Ⅰ 磁浮试验平台介绍
• 附录Ⅱ FPGA开发环境及综合的仿真图