CANopen总线协议在地铁通信网络中的应用

为了提高地铁列车牵引转矩控制的安全与可靠性,本文在原有的轨道交通车辆网络监测系统上引进了CANopen总线协议。本文以可编程逻辑控制器PLC的通信网络模块作为硬件基础,对CAN的通信报文进行了具体设计,实现了应用层协议CANopen的功能。根据实际运行的需求,采用了双冗余网络系统,对列车各部分模块单元进行数据交换,完善了列车自动保护系统（ATP）以及列车自动运行系统（ATO）。通过设计CANopen网络的数据接口,并对通讯特性进行分析,确定CAN接口参数,从而实现了对牵引控制效果的监测。     

基于虚拟仪器的电路板检测系统设计

首先介绍了电路板检测系统的硬件结构,及各子系统的硬件设计;然后介绍了基于数据库的系统软件设计思想,提出系统软件的实现方案;最后给出电路板上典型信号检测的实现。该系统在设计过程中,尽量采用成熟技术,用软件代替硬件,具有即插即用、便携性好、可扩展性强等特点,实现了电路板的自动化检测,提高了维修人员对电路板的维修保障能力。实际应用表明,该检测系统满足多型电路板的检测要求。     

浅析轨道交通屏蔽门门控单元

介绍了城市轨道交通站台屏蔽门系统的作用及组成,阐述了门控单元在屏蔽门系统中的主要功能,分析了门控单元的硬件结构及软件结构,并对门控单元的关键技术进行研究。     

基于全碳化硅器件的地铁辅助变流器研究

辅助供电系统是地铁车辆的重要组成部分,近年国内轨道交通行业发展势头迅猛,同时对辅助变流器的功率密度和效率提出了更高的要求,碳化硅(SiC)器件具有更高的开关速度和更小的开关损耗等电气特性,应用在地铁辅助变流器中可以大幅提高系统的功率密度和效率,有助于实现高效化、轻量化等发展目标.通过调研当前地铁辅助变流器的发展趋势和相关要求对样机进行设计,首先确定了地铁辅助变流器的技术指标,并在Matlab和PSIM仿真平台上进行了仿真验证,仿真结果满足系统各项指标要求;其次,对研发的全SiC辅助变流器样机的安全性能进行了实验测试,在输入电压为1 500 V的满载状态下测试了 70 kW直流变换器和40 kW辅助逆变器的输出特性,测试发现二者的输出电压恒定,电压纹波较小,满足技术指标要求.     

智能车系统的设计

本文在参考国内外车辆自动驾驶技术的基础上,设计了智能模型车遥控及自动驾驶系统的硬件电路,建立了相关的开发调试平台,并实现了基于车轮码盘测速的导航测距和控制算法.     

测量船惯导系统单板故障检测平台的设计

为了提高维护效率,实现对单板故障的快速诊断,设计开发了惯导系统单板故障检测平台.该检测平台硬件上以FPGA为逻辑单元,采用ISA总线与上位机进行通信,软件方面采用Visual C++开发驱动程序和调用函数程序,供上层程序调用,采用虚拟仪器LabVIEW开发用户界面、测试程序和控制程序.最后,以SM_MB板卡为例实现对单板故障检测平台的测试验证,结果表明,该平台操作简便、测试可信,满足测量船惯导系统电子单板快速故障诊断的要求.     

地铁车辆火灾自动灭火系统的设计

针对地铁车辆火灾的特点,通过对地铁车辆火灾自动灭火系统的研究,总结了高压细水雾灭火系统的特点,对比了瓶组式高压细水雾系统与泵组式高压细水雾系统在地铁车辆上应用的优缺点,提出了使用瓶组式高压细水雾系统作为地铁车辆的自动灭火系统的方案,并对整个自动灭火系统进行设计。     

一种基于SOPC技术的微电网谐波检测系统

针对目前实现谐波检测的系统集成度不高的缺陷,本文研究基于SOPC技术的微电网谐波检测系统。系统硬件的设计包括信号调理电路与Qsys系统硬件模块的设计。信号调理电路由电压互感器、放大输出路、滤波电路、抗干扰电路组成。通过在Qsys嵌入式开发平台上编写Verilog HDL代码文件进行ADC模块、显示模块与相关辅助模块等Qsys系统硬件模块设计。系统的软件设计在集成开发环境中进行,采用C语言编程实现数据处理、数据结果显示的功能,再通过FFT算法完成对谐波信号的数据分析。最后利用所设计的谐波检测系统对微电网信号进行检测,实验结果表明,本文所设计系统实现了对各次谐波含量的检测,具有的极强灵活性与可拓展性,可随时进行参数和结构修改,本文设计的系统具有强大的应用价值。     

基于LabVIEW的仿真车硬件在环状态监测系统设计

车辆仿真系统中,动力学精确模型往往难以建立。为解决该问题,本文利用硬件在环仿真技术,用实体仿真车辆取代车辆数学模型,设计并实现了基于LabVIEW虚拟仪器平台的仿真车辆状态监测系统。该系统的应用结果表明其人机界面友好,对车辆运行过程的描述数据直观,可用于无人车导航以及智能交通系统的仿真研究。     

三维可视化运维平台与综合监控系统数据集成的研究与应用

在Web端或移动设备上进行轨道交通车站建筑信息模型(BIM)的显示和交互有助于工程技术人员随时了解车站本体及设施设备的运行状况。然而,车站三维模型复杂程度高、数据规模庞大,与设备资源有限、性能较低的特点存在巨大的矛盾。通过对综合监控系统与BIM技术相结合的研究以及对上海轨道交通16号线惠南站的综合监控系统数据进行转换处理,为三维可视化运维平台提供数据支撑,初步实现了地铁运营数据的再次利用,并应用于地铁运营管理,同时给地铁资产可视化管理、应急指挥决策提供了便利条件。     

地铁站台屏蔽门控制系统研制

针对地铁站台屏蔽门控制系统高可靠性要求,设计了一种基于MCU+CPLD+IPM架构的无刷直流电机驱动控制方案。加入电流环显著减小了母线电流的波动。样机经过模拟装置控制实验与屏蔽门控制实验,实验结果表明,系统的动态特性良好,可靠性较强,证明文中提出的方法的可行性。     

基于半实物仿真技术的复杂电系统设备检测平台的硬件设计

就复杂电系统检测平台的硬件设计提出一种通用的解决方案。这种基于半实物仿真技术与虚拟仪器技术的通用检测平台设计方案可以根据待测设备特性进行适当配置,有效降低开发难度,缩短研发周期。以iFE公司的一款地铁门控单元测试平台开发为例,给出了具体的使用思路与配置方法。     

非隔离型地铁机车工况模拟能量回馈系统

提出一种基于升压单元和降压单元级联结构的非隔离型地铁机车工况模拟能量回馈系统,模拟地铁机车负载的典型运行工况与能量回馈过程。在升压单元和降压单元级联结构负电位线的不同位置串入2个二极管,并据此提出相应的占空比控制策略,实现两单元输入输出电流解耦。为验证模拟系统理论的正确性与控制策略的可行性,搭建传统牵引供电系统的数字仿真平台。仿真结果表明,模拟系统能够正确实现地铁机车负载的典型工况与能量回馈过程,因而在城市轨道交通牵引供电系统的相关研究中具有良好的应用前景。     

城市电网运行智能决策支持系统

研究和建立了适用于城市电网无人值班变电站集控中心的运行智能决策支持系统(简称决策系统)。该系统利用已有SCADA系统的数据资源,组建和开发了数据通讯、数据库管理和图形处理平台的相应软、硬件;结合实际系统的具体特点,研究和开发了一些实用的高级应用软件,包括事故诊断、恢复决策、短路计算与分析,以及网架优化、无功优化等安全经济分析功能,为电网运行提供科学的最佳在线指导。     

基于PSoC的对开塞拉门多功能控制系统

针对轻轨交通中对开塞拉门的电气控制要求,该文采用无刷直流电机,设计了一种基于PSoC的多功能门控系统。以CY8C29466单片机和IR2130功率驱动芯片为核心,设计了门机控制器,给出了可行的软件设计方法,提高了系统可靠性。     

基于IEC 61850的数字化故障录波器的研制

数字化故障录波器采用基于PowerPC8270的硬件平台和基于嵌入式Linux操作系统的软件平台。装置接收合并单元发送的遵循IEC61850-9-1标准采样值数据报文和保护控制单元发送的遵循IEC61850-8-1标准的面向通用对象的变电站事件(GOOSE)报文,按照同步采样的合并策略,实现在全球定位系统(GPS)同步和失步状态下开关量数据和采样值数据的同步,提取正确的GPS时间,最终形成故障录波文件,较好地满足了数字化变电站中对故障录波器的新要求。     

小容量变频器三电阻采样电流合成方法实现

针对门机控制系统小容量变频器电流检测环节,提出了一种逆变器下桥臂串联电阻采样合成电流的方案。基于SPWM控制方式,在MATLAB/Simulink软件平台和以TMS320F2812DSP为控制器的实验装置上,对三电阻采样合成电流方法进行了仿真实验,实验结果验证了这种方法的正确性和可行性。可以降低成本,减小体积,检测的电流不存在谐波,具有很好的应用前景。     

高压巡线机器人电磁导航系统研究与设计

为提高架空高压线路故障检测效率,研究并实现了高压巡线机器人自主巡检作业新方法,即巡线机器人在PC104硬件系统和嵌入式软件系统平台上分析处理输电线图像数据对其进行故障检测。基于电磁检测的导航系统由横竖两方向多方位的电磁传感器阵列组成;PC104采用相对值检测方法,根据高压输电线路周围磁场的感应电压跟半径的反比例关系原理,比较传感器阵列输出的系列模拟电压值来判断机器人相对输电线路的姿势并识别线上障碍;针对电磁导航系统信号特点,研究MATLAB数字滤波器优化设计方法;设计出IIR滤波器对经过放大的信号进行处理,研究并实现了PC104的IIR优化算法。仿真结果和现场试验证明,基于IIR滤波的巡线机器人电磁导航系统结构简单、效果显著。     

输电线路巡检无人机高精度云台设计与实现

随着无人机技术的发展,以无人机作为载体的输电线路巡检系统应运而生,然而,在无人机的飞行过程中,无法避免机身的抖动,这将影响图像采集单元采集的图像信息,本文在输电线路巡检这一应用背景下,设计了无人机云台控制系统的电机驱动单元与主控制器的硬件部分,针对电机驱动单元,采用永磁同步电机矢量控制算法为云台系统提供了精确的角度控制,最后根据云台姿态传感器,采用运动补偿算法去除图像抖动,实际应用表明,该云台系统控制精度达到0.04°,能满足输电线路巡检图像采集的需求。     

故障限流器控制系统的设计与实现

针对故障限流器高速性、高实时性的应用需求,设计并研制了一套基于嵌入式平台的故障限流器控制系统。系统采用模块化设计,硬件部分包括数据采集单元、主控单元和子模块控制单元三部分,其中主控单元中的核心控制模块采用高性能DSP和FPGA的硬件模式。软件部分包括故障识别模块、状态监测模块和逻辑控制模块,其中故障识别模块采用基于短数据窗的幅值计算方法,对控制逻辑及相关定值也进行了详细设计。通过型式试验和数模仿真试验验证,控制系统能够快速识别短路故障并控制故障限流器动作,为故障限流器的工程应用奠定基础。