Для распознавания вагонов предлагается использовать алгоритм построенный по одному из отличительных признаков тележек вагона между собой – длинам между осями колесных пар. Из таблиц, где приведены основные технические характеристики часто используемых вагонов можно выделить предельные длины и получить основные соотношения для идентификации (рисунок 2.15).
Рисунок 2.15. Длины тележек для различных типов вагонов.
2.4.1 Алгоритм распознавания вагонов
2.4.2 Описание работы алгоритма
В работе в качестве путевого датчика используется сдвиговой тензорезистор, наклеенный непосредственно на весовой рельс. При прохождении колеса над датчиком, сигнал его меняет свой знак, оставаясь приблизительно постоянным по модулю. Если этот сигнал продифференцировать, то образуется скачкообразный сигнал типа Δ-функции 2-го рода. Регистрация такого сигнала свидетельствует о нахождении колеса в точке наклейки тензорезисторного преобразователя [7]. Т. к. колесо наезжает и съезжает с датчика, получаем два импульса, направленных в противоположные стороны, если просуммировать эти сигналы, получится прямоугольный импульс. Расстояние между срединами прямоугольников и есть искомая длина для осуществления алгоритма идентификации (рисунок 2.16).
Рисунок 2.16. Процесс взвешивания
Зная время прохождения колеса над датчиком (измерения производятся с заданным промежутком времени), длину можно вычислить из соотношения:
;
Скорость прохождения первого и второго колеса тележки можно выразить через известную длину измерительного участка LИЗМ =650 мм
;
;
Отсюда определим VСР
;
При этом tСР
;
Искомая длина d
.
Дальнейшую работу алгоритма можно проследить по блок-схеме (рисунок 2.17).
На рисунке можно увидеть как с помощью предлагаемого алгоритма был определен тип вагона.
Рисунок 2.17. Работа алгоритма. Прошедший вагон – 4 осный.
3 Разработка метрологического обеспечения
3.1 Анализ метрологических характеристик
динамических весов
(разработка метрологической модели)
Метрологическая модель (ММ) – это совокупность математического описания измерительного преобразования, условий выполнения измерений, выявление влияющих факторов и описание назначенных метрологических характеристик. ММ строится на основе функциональной схемы (рисунок 1.13). Для разрабатываемого прибора целесообразно выделить три основных блока, внешние влияния на которые приводят к возникновению существенных погрешностей. Это ПИП, система «вагон-весы» (объект измерения - грузоприемное устройство), измерительная схема. Рассмотрим факторы, которые влияют на указанные блоки.
Система «вагон-весы»
При проезде объектов через весы возникают связи между весами, взвешиваемым объектом и фундаментом, примыкающим к весам. В результате взаимодействия вагона с весами и подъездными путями возникают дополнительные связи, приводящие к возмущениям на входе взвешивающей системы. Такими возмущениями являются реакции N и F сцепок вагона, угол наклона тележек β, вызываемый неровностями пути, трение в подпятниках и другие факторы, приводящие к дополнительным погрешностям.
Рассмотрим природу погрешностей, возникающих при взвешивании железнодорожных составов в движении. На весы действует постоянная составляющая, равная весу вагона, и динамическая составляющая, вызванная колебанием системы вагон-весы. Кроме этого на весы действуют дополнительные силы от смежных вагонов через автосцепку. Источниками кинематического возмущения колебания вагона являются неровности пути, овальность и эксцентричность колесных пар, стыки рельсов и т.д., вызывающие вынужденные колебания вагона.
Для разработки методов и устройств подавления динамических помех необходимо знать характер и параметры колебательного процесса железнодорожных вагонов. На основании исследований колебаний грузовых вагонов, выполненных в МИИТе, сделаны следующие выводы:
§ при движении вагонов по ровному пути со скоростями до 60 км/ч, имеющих рессорное подвешивание тележек с коэффициентом относительного трения больше 10 %, последние в колебательном процессе не участвуют; колебательный процесс при движении вагона по весам представляет собственные колебания с незначительным затуханием системы кузов вагона-весы;
§ низшая частота собственных колебаний этой системы определяется из уравнений собственных колебаний системы с двумя степенями свободы;
§ низшие частоты колебаний полностью загруженных сыпучими грузами кузовов четырех-, шести- и восьмиосных полувагонов при условии опирания на жесткие опоры составляют 5,4 - 5,8 Гц, при пружинном рессорном подвешивании и упругом пути расчетные низшие частоты составляют 2,18 - 2,27 Гц;
§ в зависимости от жесткости пути частота собственных колебаний изменяется от 5,8 Гц при бесконечно большой жесткости до 4 Гц при жесткости пути 30 мН/м, соответствующей рельсам Р-50 на щебеночном основании;
§ частоты собственных колебаний четырех- и шестиосных груженых полувагонов, замеренные при взвешивании их в движущемся составе по вагонным весам 1826ВЧС-200В, равнялись 4,0 - 4,1 Гц для четырехосных полувагонов и 3,7 - 3,8 Гц для шестиосных;
§ частоты собственных колебаний полностью загруженных 4-х, 6-ти и 8-ми осных полувагонов равнялись соответственно 4; 3,6; 3.2 Гц. Определение частоты собственных колебаний необходимо для расчета основных параметров весов.
Применение известных методов подавления динамических помех предполагает время обработки измерительного сигнала не менее двух периодов колебаний. Таким образом возникает взаимосвязь между длиной измерительного пути весов, частотой собственных колебаний и скоростью движения вагонов. Доказано существенное влияние весового пути на точность взвешивания. Опорные реакции тележек в процессе движения по путям, имеющим искривление в вертикальной плоскости, смещаются на некоторую величину, зависящую в основном от сил трения в опорах и других деталях, в особенности в клиновых гасителях колебаний. При движении по негоризонтальным путям изменяется угол наклона тележек относительно кузова. При этом происходит перераспределение усилий между пружинами, что приводит к смещению опорной реакции на величину Δ:
, (1)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.