受电弓滑板磨耗检测系统的上位机软件设计及其误差处理

摘要

高速机车是通过受电弓从接触网上取得电能的，受电弓与接触导线的稳定接触是列车良好受流的重要条件。然而，随着列车速度的提高，弓网间接触力会发生变化，系统会产生自激振动，振动幅度过大会造成受电弓滑板与接触网导线分离，出现离线现象。离线对电力机车牵引供电是非常有害的，不仅会引起机车受流不良，造成机车运行不稳定，加速接触网和受电弓滑板的磨耗。所以了解受电弓滑板表面的磨耗情况对电力机车正常受流是非常有必要的，以便对受电弓进行及时的维修及更换。本系统在综合了目前行业中已有受电弓磨耗检测方法的基础上，利用超声波传感器信息处理简单、价格低廉、硬件容易实现、测距准确等优点，设计了一种以超声波传感器作为检测元件的新型的受电弓磨耗检测系统。本文的主要工作是设计出该检测系统的上位机软件并对检测到的数据进行误差分析。
　　 上位机用Access数据库保存数据和以VC++6.0作为编译环境编写人机界面，基于MFC技术，采用面向对象的方法。根据超声波传感器检测受电弓滑板磨耗系统的特点将上位机界面分为滑板图形显示和滑板磨耗曲线图的显示、数据库的显示、图形变换按键显示、串口状态显示、车速显示等不同的功能模块。通过MSCOMM串口程序读取下位机测距情况，对检测到的数据进行误差的评估和处理并将其保存在界面的数据表单中。在OpenGL窗口中根据保存的数据绘制受电弓的磨耗曲线图并且进行图像处理。通过实验可知上位机软件具备了在线、多点、分时检测，人机界面友好。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1研究的背景和实际意义

1.2国内外研究的现状

1.2.1传统的目测方法

1.2.2受电弓状态自动检测装置

1.2.3在线式定点检测系统

1.2.4基于图像处理技术的检测系统

1.3本文采用的测量方法

1.4本文的工作内容

第二章 超声波测距的设计

2.1超声波的特性

2.2超声波测距的原理

2.3超声波传感器测量受电弓滑板磨耗

2.3.1超声波测距的硬件设计

2.3.2 TMS320LF2407A型DSP芯片简介

2.3.3系统软件的设计

2.3.4实验数据的处理

2.4本章小结

第三章 受电弓滑板磨耗检测系统的用户操作界面及ODBC数据库

3.1受电弓滑板磨耗检测系统的用户操作界面

3.1.1 VC++编译器

3.1.2生成受电弓滑板磨耗检测系统的人机界面

3.2 Visual C++中的ODBC编程

3.3本章小结

第四章 超声波测距系统的误差分析和插值计算

4.1超声波测距系统的误差分析和处理

4.1.1超声波测距产生误差的原因

4.1.2超声波测距产生误差的修正

4.2插值计算

4.2.1超声波传感器安装的布局

4.2.2拉格朗日插值的算法和实现

4.3本章小结

第五章 OpenGL图像显示

5.1受电弓滑板的绘制

5.1.1 OpenGL中曲线和曲面的绘制

5.1.2生成受电弓滑板表面的编程

5.1.2改变滑板背景颜色

5.2滑板磨耗曲线图绘制

5.2.1单滑板磨耗曲线图的绘制

5.2.2双弓磨耗曲线图的绘制

5.3本章小结

第六章 磨耗曲线图的图像变换

6.1图像变换的原理及变换方式

6.1.1图像变换的原理

6.1.2 OpenGL中能实现图像变换的两种方式

6.2磨耗曲线图图像变换的算法和实现

6.2.1在添加的OpenGL类中加入与鼠标按键有关的函数和变量

6.2.2实现的思路和算法

6.3本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文