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基于感应无线的有轨机车定位技术的研究与应用

发布时间:2019-06-20 02:22
【摘要】:移动有轨机车在工业自动化现场的应用越来越广泛,其安全自动化管理面临着巨大挑战。本文针对移动有轨机车安全自动化管理中存在难以准确定位的问题,开展了感应无线有轨机车定位技术的研究与应用。论文以通电导线周围产生磁场使附近线圈产生感应电动势为理论基础,通过建立感应无线信道传输模型,提出了非均匀磁场中高分辨率感应无线定位算法,结合感应无线定位技术在移动有轨机车定位中的应用设计了一款以DSP为核心的高分辨率感应无线定位检测器。论文的工作和创新主要包括以下几个方面:(1)对感应无线技术的信道模型进行理论分析,建立地址电缆与地址感应线圈之间的磁感应模型,通过计算机软件仿真证明地址电缆通电后在竖直方向产生的磁场为非均匀磁场;(2)通过分析感应无线数据通信的特征,设计一款MSK调制方式的感应无线数据通信器,实验结果测试显示最高通信速率为115.2Kbps,误码率为10;(3)在非均匀磁场的基础上,推导了感应无线定位技术中的HRPD检测算法;(4)结合感应无线定位技术在移动有轨机车领域的应用,从软件无线电的角度出发,设计一款以DSP为核心的高分辨率感应无线定位检测器,实验结果表明此款定位检测器的定位精度达到2mm,定位检测周期降低到了10ms,并证明非均匀磁场中HRPD算法的可行性。
[Abstract]:Mobile rail locomotives are more and more widely used in industrial automation field, and their safety automation management is facing great challenges. In order to solve the problem that it is difficult to locate accurately in the safety automatic management of mobile rail locomotives, the research and application of induction wireless rail locomotive positioning technology are carried out in this paper. In this paper, based on the theory that the magnetic field around the electrified conductor makes the nearby coil produce induction EMF, by establishing the transmission model of induction wireless channel, a high resolution induction wireless location algorithm in non-uniform magnetic field is proposed, and a high resolution induction wireless positioning detector based on DSP is designed combined with the application of induction wireless positioning technology in the positioning of mobile rail locomotives. The work and innovation of this paper mainly include the following aspects: (1) the channel model of induction wireless technology is analyzed theoretically, and the magnetic induction model between address cable and address induction coil is established. Through computer software simulation, it is proved that the magnetic field produced by address cable in vertical direction is non-uniform magnetic field; (2) by analyzing the characteristics of induction wireless data communication, an induction wireless data communicator with MSK modulation is designed. The experimental results show that the highest communication rate is 1152Kbpsand the bit error rate is 10. (3) on the basis of non-uniform magnetic field, the HRPD detection algorithm in induction wireless positioning technology is derived. (4) combined with the application of induction wireless positioning technology in the field of mobile rail locomotives, a high-resolution induction wireless positioning detector based on DSP is designed from the point of view of software radio. The experimental results show that the positioning accuracy of the detector reaches 2 mm, and the positioning detection period is reduced to 10 Ms, and the feasibility of HRPD algorithm in non-uniform magnetic field is proved.
【学位授予单位】:湖南理工学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN92

【参考文献】

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本文编号:2502835

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