机械工程学报

作者：肖春昱, 罗湘萍, 田师峤, 宫岛

单位：同济大学铁道与城市轨道交通研究院 上海 201804

关键词：轨道车辆,轨道线路,曲率探测,转向架,姿态轨迹,信息融合；

基金：中国博士后科学基金资助项目(2021M702477)。

主动径向技术是进一步提高轨道车辆曲线通过性能、彻底解决直线运行稳定性和曲线通过之间矛盾的有效途径，而实现轨道线路曲率准确、高效的探测是其中的重要环节。为了提高轨道线路曲率探测的精度和实时性，首先提出了一种基于转向架姿态轨迹的曲率探测系统(Bogie attitude trajectory based curvature detection system，BATCDS)，该系统由布置于转向架上的速度传感器、角速度传感器、倾角传感器以及算法单元组成，布局简单且易于实现。此后，提出了与上述系统相匹配的曲率探测算法，该算法利用转向架偏航角速度ω和车速v获取转向架在二维水平面上的运行轨迹，并据此初步估计线路曲率；利用转向架侧滚角α和车速v获取转向架的侧滚姿态轨迹，进而估计转向架侧滚角；综合转向架上述各项姿态信息，利用轨道线路固有几何规律融合计算线路曲率。最后，建立了BATCDS的联合仿真模型，仿真计算的结果表明，该系统在有效滤除原始信号中的高频噪声的基础上，仍能维持较高的实时性；仿真工况下，相较传统的低通滤波而言曲率探测结果的精度和实时性得到显著改善，相对误差率均降低至传统方法的50%以下，最大降幅可达65%。

来源：2023年第6期

《机械工程学报》期刊编辑部

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