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原文传递列车控制系统定位技术的研究

论文题名：	列车控制系统定位技术的研究
关键词：	列车定位系统;速度传感器;空转滑行;多传感器融合
摘要：	列车控制系统中，列车定位系统是保证铁路行车安全，提升通过能力，提高运输效率的重要技术装备之一。近些年来随着铁路运行压力日增以及高速铁路的快速发展对其提出了更高的要求。列车定位问题的研究是目前信号控制系统重要的研究方向。　　本文总结了目前列车定位的发展现状，以及基于多传感器信息融合的列车定位的发展。同时还对当前最常用的基于速度传感器的列车定位方法进行了深入研究，包括定位算法，误差产生原因，以及定位误差的检测和补偿等都做了分析。通过这些研究作者发现，基于速度传感器的列车定位方法不能很好的检测定位误差，尤其是空转和滑行的产生。因此作者提出了以速度传感器，加速度计，陀螺仪，应答器多传感器融合的列车定位，并对其定位算法结构进行了分析设计。论文还采用当前滤波效果较好的卡尔曼滤波方式对采集数据进行滤波处理，并用实验数据验证了该滤波方式的有效性和精确性。　　本文设计了以速度传感器为核心，通过加速度计对其定位误差进行检测和补偿的定位算法。还对基于曲率信息的列车定位算法也进行了研究。通过对定位算法的公式推导，从理论上验证了它们对提高列车定位精度和稳定性具有的实际意义。　　为验证算法的实用性，本文搭建了列车运行控制系统仿真平台。以ARMCortex-M3架构的处理器STM32为核心处理器，完成了列车车载平台的电路设计以及PCB的设计制板。车载平台能够对机车进行驱动以及对定位信息进行采集，在硬件上满足定位算法验证的需求。　　软件方面，完成了机车驱动、信息采集以及定位算法融合程序;利用C＃软件设计了上位机界面，可实现与机车的双向通信，采集数据的自动存储以及信息的实时显示等功能。最后，利用MATLAB工具，结合采集到的数据，对基于加速度计的列车定位误差的检测补偿算法进行了测试和验证。试验结果证明该算法能有效地降低列车定位误差，提高列车的定位精度，提高定位系统的可靠性。
作者：	高天
专业：	控制工程
导师：	蒋大明
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文