超聲導(dǎo)波實(shí)時(shí)斷軌檢測算法研究.pdf

1、分類號UDC密級學(xué)號1208090517碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文超聲導(dǎo)波實(shí)時(shí)斷軌檢測算法研究超聲導(dǎo)波實(shí)時(shí)斷軌檢測算法研究李文濤李文濤學(xué)科門類：工學(xué)學(xué)科門類：工學(xué)學(xué)科名稱：電路與系統(tǒng)學(xué)科名稱：電路與系統(tǒng)指導(dǎo)教師：高勇教授指導(dǎo)教師：高勇教授申請日期：2015年6月申請日期：2015年6月超聲導(dǎo)波實(shí)時(shí)斷軌檢測算法研究李文濤西安理工大學(xué)摘要I論文題目：超聲導(dǎo)波實(shí)時(shí)斷軌檢測算法研究論文題目：超聲導(dǎo)波實(shí)時(shí)斷軌檢測算法研究學(xué)科專業(yè)：電路與系統(tǒng)學(xué)科專業(yè)

2、：電路與系統(tǒng)研究生：李文濤簽名：研究生：李文濤簽名：指導(dǎo)教師：高勇教授簽名：指導(dǎo)教師：高勇教授簽名：摘要摘要自從軌道交通誕生以來，斷軌就一直是影響鐵路軌道交通安全的首要問題。斷軌可能造成列車出軌、傾覆等重大事故，引起人員傷亡和巨額財(cái)產(chǎn)損失。而現(xiàn)有的斷軌檢測方法，無法長期在線檢測，對現(xiàn)場環(huán)境要求較高，實(shí)時(shí)性差以及價(jià)格昂貴，亟需發(fā)展超聲導(dǎo)波實(shí)時(shí)斷軌檢測系統(tǒng)。本論文主要對超聲導(dǎo)波實(shí)時(shí)斷軌檢測系統(tǒng)中所涉及的算法進(jìn)行研究，包括信號去噪、頻譜分析及

3、細(xì)化和回波時(shí)間確定等算法，目的使得斷軌確定更準(zhǔn)確，斷軌定位更精準(zhǔn)。由于該系統(tǒng)中超聲波信號是一種非線性非平穩(wěn)微弱信號，容易受噪聲影響，為達(dá)到好的去噪效果，本文根據(jù)傳統(tǒng)小波軟硬閾值函數(shù)不足，提出了一種新的小波閾值去噪算法，相對傳統(tǒng)軟、硬以及折中閾值函數(shù)法，該方法使得去噪后信號信噪比提高4%25%，均方誤差降低10%20%，并且信號幅值更接近實(shí)際信號。根據(jù)小波去噪不足，本論文還采用小波新閾值函數(shù)和經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解相結(jié)合的方法對超聲導(dǎo)波信號去噪，對

4、比EMD、小波閾值以及EMD小波閾值等方法，發(fā)現(xiàn)，EMD小波新閾值去噪效果最好，尤其是在噪聲特別嚴(yán)重的時(shí)候，信噪比大幅度提升。確定鋼軌是否斷裂，主要通過對接收到的超聲導(dǎo)波信號做快速傅里葉變換得到信號的幅值和頻率來判斷，但FFT頻率分辨率很難提高，使得結(jié)果不夠準(zhǔn)確，論文采用CZT和zoomFFT對信號頻譜細(xì)化，在算法復(fù)雜度相同的情況下，使得譜分析后信號頻率和幅值更接近真實(shí)信號；在斷軌定位中采用超聲回波法測量斷軌位置，其中尤為關(guān)鍵是確定回波