基于慣性平臺(tái)的軌道空間線形檢測算法研究.pdf

1、　　軌道不平順是列車的主要激振源，影響運(yùn)行安全性和乘坐舒適性。軌道檢測在工務(wù)維護(hù)和科學(xué)研究中具有重要的工程意義。軌道長波不平順參數(shù)是通過軌道空間線形參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和確定的。本文基于慣性測量平臺(tái)，對慣性測量單元信息采用空間域等間隔采樣方法進(jìn)行采樣，運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解算法(EMD)進(jìn)行降噪處理，設(shè)計(jì)數(shù)字積分器實(shí)現(xiàn)運(yùn)載體小車的慣性信息計(jì)算，獲取相對空間運(yùn)動(dòng)軌跡。最后通過傾角信息對空間運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行補(bǔ)償和修正，反演出軌道的空間線形。論文主要研究內(nèi)容包

2、括：
　　1. 在運(yùn)用捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航技術(shù)的基礎(chǔ)上，分別用加速度計(jì)測量運(yùn)載體在三個(gè)軸向的加速度信息，用陀螺儀測量三軸向的角速率信息，通過角速率信息不斷更新姿態(tài)矩陣，將加速度信息變換到地理坐標(biāo)系中，并對轉(zhuǎn)換后的加速度信號(hào)進(jìn)行連續(xù)的兩次積分，獲得其空間運(yùn)動(dòng)軌跡。
　　2. 根據(jù)空間采樣定理，設(shè)計(jì)一套空間域等間隔采樣系統(tǒng)，通過空間采樣，消除了信息的時(shí)間計(jì)算與軌道空間線形的不一致性。而傳統(tǒng)等時(shí)間采樣方式中，隨著運(yùn)載體速度的不斷變化

3、，其激振頻率也在不斷變化，對后續(xù)濾波器的設(shè)計(jì)帶來困難。
　　3. 利用慣性加速度信號(hào)，設(shè)計(jì)數(shù)字積分器實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)小車的空間位移信息。針對加速度信號(hào)中低頻成分導(dǎo)致積分器飽和的現(xiàn)象，采用 Hilbert-Huang 變換對加速度信號(hào)進(jìn)行濾波處理，用基于連續(xù)均方誤差的EMD算法，去除信號(hào)中的極低頻成分。
　　4. 引入傾角儀，創(chuàng)新地設(shè)計(jì)了一套傾角儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采集運(yùn)載體傾角信息，并設(shè)計(jì)算法，通過傾角信息的補(bǔ)償，高精度地反演出軌道