单侧计轴传感器磁场分析与参数优化研究

目录

物理量名称及符号表

第 1 章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 铁路占用检测设备的研究现状与分析

1.2.1 轨道电路的研究现状与分析

1.2.2 光纤光栅计轴传感器的研究现状与分析

1.2.3 双侧计轴传感器的研究现状与分析

1.2.4 单侧计轴传感器的研究现状与分析

1.2.5 其他类型铁路占用检测设备的研究现状与分析

1.3 推动单侧计轴传感器发展的关键技术分析

1.3.1 单侧计轴传感器存在问题分析

1.3.2 磁路解析与建模的研究现状与分析

1.3.3 电磁场计算的研究现状与分析

1.3.4 基于结构参数的设备优化的研究现状与分析

1.4 本文主要研究内容

第 2 章 单侧计轴传感器的磁路解析

2.1 引言

2.2 单侧计轴传感系统介绍

2.2.1 单侧计轴传感器结构及工作原理

2.2.2 电路结构及功能实现

2.3 传感器磁路模型的建立

2.3.1 无车轮时磁路模型的建立

2.3.2 有车轮时磁路模型的建立

2.4 各部分磁阻的计算

2.4.1 无车轮时各部分磁阻的计算

2.4.2 有车轮时各部分磁阻的计算

2.5 感应电动势的计算

2.5.1 无车轮时感应电动势的计算

2.5.2 有车轮时感应电动势的计算

2.6 三维有限元仿真与实验验证

2.7 本章小结

第 3 章 单侧计轴传感器的电磁场求解

3.1 引言

3.2 传感器磁感应强度分布研究及感应电动势计算模型

3.2.1 麦克斯韦方程组

3.2.2 铁芯内部磁感应强度分布

3.2.3 铁芯外部磁感应强度分布

3.2.4 感应线圈感应电动势的计算模型

3.2.5 解析计算与仿真结果分析

3.3 铁轨涡流场及其对磁感应强度分布影响的研究

3.3.1 涡流分布及其产生的磁感应强度分布

3.3.2 解析计算与仿真结果分析

3.4 车轮涡流场及其对磁感应强度分布影响的研究

3.4.1 物理模型的二维简化

3.4.2 运动车轮涡流场的状态分解

3.4.3 基于分离变量法的涡流场控制方程求解

3.4.4 解析计算与仿真结果分析

3.5 实验验证

3.6 本章小结

第 4 章 单侧计轴传感器的参数优化

4.1 引言

4.2 COMSOL 仿真模型的改进剖分方法

4.3 参数变化对传感器性能影响的分析

4.3.1 感应线圈角度变化

4.3.2 感应线圈与铁轨、车轮间的空间位置变化

4.4 单侧计轴传感器参数优化方法研究

4.4.1 传感器参数优化模型建立

4.4.2 多目标优化的评价函数重构

4.4.3 改进的多种群自适应遗传算法

4.4.4 优化前后不同参数间的对比

4.5 本章小结

第 5 章 优化后的单侧计轴传感器性能测试

5.1 引言

5.2 优化后的传感器计轴性能分析与测试

5.2.1 传感器计轴性能评判方法

5.2.2 优化后的感应线圈感应电动势测量与分析

5.2.3 优化后的传感器计轴性能测试

5.3 优化后的传感器综合性能测试

5.3.1 高低温测试

5.3.2 电磁兼容测试

5.3.3 振动与冲击测试

5.3.4 其他测试

5.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文及其它成果

声明

致谢

个人简历