一种悬挂式单轨交通轨道梁巡检小车控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种悬挂式单轨交通轨道梁巡检小车控制装置，为解决现有技术中轨道梁的巡检依靠人工巡检，检测精度低，而且对坡道和弯道的检测数据不准确的问题；本发明专利技术包括巡检小车本体、控制装置和连接导轨，控制装置固定在巡检小车本体内部，巡检小车本体上部通过连接导轨与轨道梁滑动连接，控制装置包括无线控制系统和与无线控制系统相连接的无线充电线圈，无线充电线圈包括若干发射线圈、若干中继线圈和接收线圈，接收线圈固定在巡检小车本体内侧上部。本发明专利技术同时公开其控制方法，包括建立拉格朗日动力学模型、非线性方程线性化、建立模糊控制模型和解模求解四个步骤。本发明专利技术结构简单、控制精度高、坡道和弯道的检测数据精准，使用寿命长。

A control device and control method for a suspension type monorail track beam inspection trolley

The invention discloses a suspended monorail track beam inspection vehicle control device, in order to solve the existing technology of beam orbit inspection rely on manual inspection, low detection accuracy and detection data on the ramp and turn the problem of inaccurate; the invention comprises a patrol car body, the control device and the connecting rail is fixed in the patrol car the body control device, inspection vehicle on the upper part of the body through the connecting rail and rail girder sliding connection, the control device comprises a wireless control system and wireless control system is connected with the wireless charging coil, wireless charging coil includes a plurality of transmitting coils, several relay coil and the receiving coil and receiving coil is fixed on the inner side of the upper part of the car body inspection. The invention discloses its control method at the same time, including establishing Lagrange dynamics model, linearizing nonlinear equation, establishing fuzzy control model and solving four steps. The invention has the advantages of simple structure, high control precision, accurate detection data of ramp and bend, and long service life.

【技术实现步骤摘要】
一种悬挂式单轨交通轨道梁巡检小车控制装置及控制方法
一种巡检小车控制装置及控制方法，属于轨道交通巡检控制
，主要涉及一种悬挂式单轨交通轨道梁巡检小车控制装置及控制方法。
技术介绍
随着科技的发展和社会的进步，轨道交通行业得到了大力发展，越来越多的高铁通行，为人们的出行提供了极大地便利条件。然而，轨道交通行业的急速发展对轨道梁的承重、光滑度以及稳定性要求越来越高，轨道梁日常巡检成为了高铁运行前的重要检测项目。目前人们对轨道梁的巡检主要依靠人工巡检，劳动强度大、检测精度低，而且对坡道和弯道的检测数据不准确，不满足人们的日常需求。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术公开了一种悬挂式单轨交通轨道梁巡检小车控制装置及控制方法，结构简单、控制精度高、系统稳定性和可靠性高、坡道和弯道的检测数据精准，使用寿命长。本专利技术的目的是这样实现的：一种悬挂式单轨交通轨道梁巡检小车控制装置，包括巡检小车本体、控制装置和连接导轨，所述控制装置固定在巡检小车本体内部，巡检小车本体上部通过连接导轨与轨道梁滑动连接，所述控制装置包括无线控制系统和与无线控制系统相连接的无线充电线圈，所述无线充电线圈包括若干发射线圈、若干中继线圈和接收线圈，接收线圈固定在巡检小车本体内侧上部。所述中继线圈和发射线圈均固定在轨道梁下部，发射线圈与中继线圈的匝数比为5:3。一种悬挂式单轨交通轨道梁巡检小车控制方法，包括以下步骤：步骤一，建立拉格朗日动力学模型：将巡检小车在运动时的水平位移、垂直位移和车速建立拉格朗日方程，并由此求出巡检小车的总动能。拉格朗日方程为：式中，L为质点系的动能与势能之差，qj为该质点系的广义坐标，j为自由度数，Fj为广义力。根据拉格朗日方程，列出巡检小车的水平位移xm和垂直位移ym为：该系统的动力学方程为：式中，x为巡检小车连接导轨运行的位移，m为巡检小车质量，l为连接导轨长度，θ为摆角，g为重力加速度。步骤二，非线性方程线性化：将步骤一中的巡检小车模型进行线性化化简，并确定巡检小车的控制方程。由于连接导轨长度l为常数，而且当摆角θ很小时，cosθ＝1，sinθ＝0，将动力学方程化简后可得：步骤三，建立模糊控制模型：根据步骤二中的巡检小车的控制方程，建立模糊控制模型，将输入量确定一个模糊子集，建立一个三角形隶属度函数，用极差的方式对隶属度进行表述，分别表述出驱动力、摆角、上坡抖动与弯道巡检的隶属度函数，并确定模糊控制模型的输入变量和输出变量。步骤四，解模求解：将步骤三中的模糊控制程序进行模糊推理并解模求解。用模糊条件语句对隶属度函数进行模糊描述，模糊控制器的控制规则是由一组彼此间通过“或”的连接关系连接起来的迷糊条件语句来描述的，其中每一条模糊条件语句，当输入、输出语言变量在各自论域上反应各语言值的模糊子集为已知时，都可以表达为论域集上的模糊关系。模糊控制器接受模糊输入量，经过模糊逻辑推理，最终得到被控数据量的模糊控制量。由于模糊控制量不能直接用于被控对象的控制，被控对象的控制变量必须为精确控制量，所以，采用重心法对隶属度函数进行去模糊化，取若干代表点作为隶属度函数的相应变量参数。步骤一所述拉格朗日模型采用矢量动力学方式建模。步骤三所述建立模糊控制模型的建立规则是将巡检小车的驱动力、摆角、上坡抖动与弯道巡检的变量加以抽象归纳，总结并仿真其有效性，进而得出相应的模糊语言集合。所述代表点为隶属度函数曲线与横坐标轴围成面积的重心上的点。本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果，本专利技术的结构合理，通过无线充电技术对巡检小车控制装置进行无线充电，增大了巡检小车的巡检路程，采用模糊控制与拉格朗日模型相结合，增大了巡检小车的控制精度。本专利技术自动化程度高，系统运行稳定性和可靠性高，控制精度高，使用寿命长。附图说明图1是本专利技术的整体结构图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术具体实施方式作进一步详细描述。一种悬挂式单轨交通轨道梁巡检小车控制装置，包括巡检小车本体1、控制装置2和连接导轨3，所述控制装置2固定在巡检小车本体1内部，巡检小车本体1上部通过连接导轨3与轨道梁4滑动连接，所述控制装置2包括无线控制系统和与无线控制系统相连接的无线充电线圈，所述无线充电线圈包括若干发射线圈5、若干中继线圈6和接收线圈7，接收线圈7固定在巡检小车本体1内侧上部。所述中继线圈6和发射线圈5均固定在轨道梁4下部，发射线圈与6中继线圈5的匝数比为5:3。一种悬挂式单轨交通轨道梁巡检小车控制方法，包括以下步骤：步骤一，建立拉格朗日动力学模型：将巡检小车在运动时的水平位移、垂直位移和车速建立拉格朗日方程，并由此求出巡检小车的总动能；步骤二，非线性方程线性化：将步骤一中的巡检小车模型进行线性化化简，并确定巡检小车的控制方程；步骤三，建立模糊控制模型：根据步骤二中的巡检小车的控制方程，建立模糊控制模型，确定模糊控制模型的输入变量、输出变量和隶属度函数；步骤四，解模求解：将步骤三中的模糊控制程序进行模糊推理并解模求解。步骤一所述拉格朗日模型采用矢量动力学方式建模。步骤三所述建立模糊控制模型的建立规则是将巡检小车的驱动力、摆角、上坡抖动与弯道巡检的变量加以抽象归纳，总结并仿真其有效性，进而得出相应的模糊语言集合。步骤四所述解模方法为重心法，取若干代表点作为隶属度函数的相应变量参数。所述代表点为隶属度函数曲线与横坐标轴围成面积的重心上的点。应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本专利技术的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种悬挂式单轨交通轨道梁巡检小车控制装置，包括巡检小车本体、控制装置和连接导轨，其特征在于：所述控制装置固定在巡检小车本体内部，巡检小车本体上部通过连接导轨与轨道梁滑动连接，所述控制装置包括无线控制系统和与无线控制系统相连接的无线充电线圈，所述无线充电线圈包括若干发射线圈、若干中继线圈和接收线圈，接收线圈固定在巡检小车本体内侧上部。

【技术特征摘要】
1.一种悬挂式单轨交通轨道梁巡检小车控制装置，包括巡检小车本体、控制装置和连接导轨，其特征在于：所述控制装置固定在巡检小车本体内部，巡检小车本体上部通过连接导轨与轨道梁滑动连接，所述控制装置包括无线控制系统和与无线控制系统相连接的无线充电线圈，所述无线充电线圈包括若干发射线圈、若干中继线圈和接收线圈，接收线圈固定在巡检小车本体内侧上部。2.根据权利要求1所述的一种悬挂式单轨交通轨道梁巡检小车控制装置，其特征在于：所述中继线圈和发射线圈均固定在轨道梁下部，发射线圈与中继线圈的匝数比为5:3。3.一种悬挂式单轨交通轨道梁巡检小车控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，建立拉格朗日动力学模型：将巡检小车在运动时的水平位移、垂直位移和车速建立拉格朗日方程，并由此求出巡检小车的总动能；步骤二，非线性方程线性化：将步骤一中的巡检小车模型进行线性化化简，并确定巡检小车的控制方程；步骤三，建立模糊控制模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴柏强，李凯，罗正文，袁影，冉光泽，孙付春，吴昊荣，李晓晓，
申请(专利权)人：成都海逸机电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51