基于多普勒传感器的一种列车测距测速方法
来源： 作者： 发布时间：2016-08-20 06:59:42 浏览量：列车运动时的瞬时速度可以通过多普勒效应得出。当列车静止不动时，多普勒频移为0；当列车惰行，即以恒定的速度运行时，多普勒频移为固定值；当列车加速或者减速运行时，多普勒频移时刻发生变化，从而得到列车的瞬时速度。
多普勒雷达传感器（DRS05a）正是利用多普勒效应获得列车的瞬时速度和距离。瞬时速度和距离的输出有两种方式：一种为通过RS485总线按照固定的协议向外输出，传输率最小为10 ms；另一种为通过DRS05a的脉冲输出，由脉冲计数和单位时间内的脉冲数来获得距离和瞬时速度，速度的精度为每km/h对应69.444 Hz，每个脉冲代表4 mm(69.444×4×3600=999 993.6 mm)，600 km/h对应的脉冲频率为41.666 kHz。
利用多普勒传感器获得列车的瞬时速度和行车距离，完全脱离列车的轴速和轮对的旋转，即使列车出现防滑动作，仍然可以获得列车的真实速度、行车距离以及列车的平均减速度，通过对获得数据进行处理可以获得列车的瞬时减速度。
3 系统工作原理
系统工作原理如图3所示，列车状态包括开关量和模拟量信号均经过车辆信息采集终端处理，信息采集终端由信号调理电路、A/D转换电路、信号记录处理电路、通讯电路等组成。上位机通过USB口与车辆信息采集终端实时交换数据。
本项目中多普勒传感器具有脉冲输出和RS485总线速度数据输出两种模式，脉冲输出送车辆信息采集终端运算后连同车辆状态数据以数据帧的形式输出，RS485总线速度数据输出经RS485/USB转换器直接进入上位机，一方面作为速度信息的冗余，另一方面也是对脉冲统计算法的参照。
4 实验参数
4.1 车辆状态
信号采集系统的参数如下：
(1)电源：AC 220 V；
(2)开关量信号输入范围：DC 0~110 V；
(3)开关量信号采集数：8路；
(4)滑动变阻器（司控器手柄）输出范围：DC 0~10 V或DC 0~15 V；
(5)可识别的滑动变阻器变化量最小为：3 mV。
信号采集系统与上位机之间的数据格式和通讯协议如表1所示。
4.2 列车速度和距离
多普勒雷达传感器获取数据的参数如下：
(1)能测量的最小速度为：0.009 155 km/h；
(2)能测量的最大速度为：600 km/h；
(3)短距离测量的最小分辨率为：0.1 m；
(4)短距离测量的最长距离为：999.9 m；
(5)长距离测量的最小分辨率为：0.1 km；
(6)长距离测量的最长距离为：999.9 km；
(7)可识别车辆的运行状态；
(8)根据接收到的数据可以识别传感器的工作状态。
表2所示为多普勒传感器的数据格式和通讯协议。
5 软件实现与结果验证
依据上述思路编制的软件主要实现如下功能：
(1)建立操作者的数据库；
(2)自动保存用户的登录记录；
(3)能检验通讯线路的状态；
(4)自动保存传感器发送过来的所有数据；
(5)自动保存信号采集系统发送过来的车辆状态；
(6)用不同颜色的曲线实时显示接收到的数据；
(7)根据接收的数据自动识别车辆的运行方向；
(8)对不合格试验项进行报警提示；
(9)对合格的试验项弹出对话框提醒，同时抓图进行保存，便于数据的查询和验证；
(10)自动诊断传感器的运行状态，在出现故障时自动报警；
(11)根据历史保存的数据可以进行曲线再现。
图4所示为进行P4电感器牵引(牵引四级，即为最大牵引)，60 km/h，惰性3 s，按下紧急按钮，施加紧急制动下的记录曲线，上框内为速度变化曲线，中框为加速度变化曲线，下框为司控器状态。
列车测距测速系统在运行时完全脱离列车车轴的旋转，所得的距离和速度等信息是对地的绝对值，同时记录下车辆在运行过程中的信息，为故障分析和车辆性能分析提供足够的数据，通过该方法可以在做型式试验
采用IGBT作为功率开关的500W太阳能逆变器设计 在全球的绿色能源发展趋势下，越来越多的家用电器、照明设备、电动工具、不间断电源系统(UPS)以及其它工业设备开始采用太阳能供电，将太阳能量转换为所需的交流(AC)或直流(DC)电压。为高效率地产生这
关于LM2676做的电源，空载电压正常，但带不起载，内有 我用LM2676T-ADJ做了三个电源，输入都由一个DC24V电源供电，输出分别为－5V/2A，－18V/1A和12V/3A。
空载时，输出电压都正常，可是一带载电压就掉到几伏，,而且电流很小。电路如下
便携式功率分析仪设计-----硬件设计（三）3.3.4.2可变增益放大器由于在信号调理通道上使用了具有较大衰减的无源衰减网络，为动态调整A/D的采样范围，我们在A/D采样模块之前加入一个可变增益放大器，以达到对微小信号或过大信号仍然能够进行采样