• ISSN 0258-2724
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基于自参考自适应噪声消除的永磁轨道不平顺测量方法

罗奕 袁宇航 邓斌 邓自刚

罗奕, 袁宇航, 邓斌, 邓自刚. 基于自参考自适应噪声消除的永磁轨道不平顺测量方法[J]. 西南交通大学学报, 2025, 60(4): 904-911. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20240563
引用本文: 罗奕, 袁宇航, 邓斌, 邓自刚. 基于自参考自适应噪声消除的永磁轨道不平顺测量方法[J]. 西南交通大学学报, 2025, 60(4): 904-911. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20240563
LUO Yi, YUAN Yuhang, DENG Bin, DENG Zigang. Measurement Method for Permanent Magnet Guideway Irregularity Based on Self-Adaptive Noise Cancellation[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2025, 60(4): 904-911. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20240563
Citation: LUO Yi, YUAN Yuhang, DENG Bin, DENG Zigang. Measurement Method for Permanent Magnet Guideway Irregularity Based on Self-Adaptive Noise Cancellation[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2025, 60(4): 904-911. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20240563

基于自参考自适应噪声消除的永磁轨道不平顺测量方法

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20240563
基金项目: 国家重点研发计划(2022YFB3505400);国家自然科学基金项目(U23A20681)
详细信息
    作者简介:

    罗奕(1992—),男,博士研究生,研究方向为高温超导钉扎磁浮,E-mail:luoyi167@my.swjtu.edu.cn

    通讯作者:

    邓自刚(1982—),男,研究员,博士,研究方向为磁悬浮及真空管道交通,E-mail:deng@swjtu.cn

  • 中图分类号: U266.4

Measurement Method for Permanent Magnet Guideway Irregularity Based on Self-Adaptive Noise Cancellation

  • 摘要:

    在进行永磁轨道不平顺动态检测时,消除实测信号中由测量载体振动而产生的振动分量,有助于掌握更为准确的轨道实时状态. 将自参考自适应噪声消除方法应用于永磁轨道不平顺检测,使单一信号源实现周期性成分与非周期性成分分离,在进行不平顺管理时有效降低具有周期性特征的振动分量干扰. 对高温超导高速磁浮工程化样车及试验线开展试验研究,将单个杜瓦作为测量载体并配合霍尔传感器进行永磁轨道轨面磁感应强度测量;利用自参考自适应噪声消除方法实现对实测样本的信号分离,分离后所得周期成分为振动分量,随机成分对应实际永磁轨道不平顺;对分离前后的信号进行时域与频域对比分析. 研究表明:时域信号中随机成分相比分离前波动减小,频域信号中测量载体对应的振动分量成分已被分离至周期成分中,证明了本文所提方法的有效性.

     

  • 图 1  自适应滤波过程示意

    Figure 1.  Self-adaptive filtering process

    图 2  自参考自适应噪声消除原理

    Figure 2.  SANC principle

    图 3  单杜瓦永磁轨道不平顺测量系统方案

    Figure 3.  Scheme for single-Dewar PMG irregularity measurement system

    图 4  单杜瓦测量系统模态测试

    Figure 4.  Modal test of single-Dewar PMG irregularity measurement system

    图 5  测量模态试验时的频域加速度信号

    Figure 5.  Frequency-domain acceleration signals of measurement system during modal test

    图 6  不同锤击位置处的测量系统频率成分

    Figure 6.  Frequency components of measurement system at different hammering positions

    图 7  霍尔传感器与Halbach永磁轨道相对位置

    Figure 7.  Relative position of Hall sensor and Halbach PMG

    图 8  原始信号

    Figure 8.  Original signals

    图 9  测量速度

    Figure 9.  Measurement speed

    图 10  实测原始信号频域

    Figure 10.  Frequency domain of measured original signals

    图 11  基于SANC方法分离后的时域磁感应强度信号

    Figure 11.  Separated time-domain magnetic induction intensity signal after SANC

    图 12  分离后的频域信号

    Figure 12.  Separated frequency-domain signal

    表  1  传感器及数据采集系统参数信息

    Table  1.   Parameters of sensors and data acquisition system

    传感器 量程 信号 采集卡 控制器
    加速度 0~20 g IEPE NI-9234 NI-9174
    霍尔 电压 NI-9220 NI-9174
    激光位移 (35±15) mm 电压 NI-9220 NI-9174
    光电效应 0~5 V 电压 NI-9220 NI-9174
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    表  2  单杜瓦测量系统固有频率

    Table  2.   Natural frequencies of single-Dewar measurement system

    运动姿态 浮沉 横移 点头 侧滚 摇头
    频率/Hz 12.16 5.66 9.68 14.43 8.06
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-11-01
  • 修回日期:  2025-02-05
  • 网络出版日期:  2025-04-29
  • 刊出日期:  2025-02-26

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