本發(fā)明涉及鋼軌探傷，尤其涉及一種軌行式自動控制電驅(qū)動探傷試驗平臺。

背景技術(shù)：

1、隨著鐵路運營線的不斷增長，維修壓力也與日俱增。對于鐵路線路而言，鋼軌病害直接影響到旅客列車及貨運列車的行車安全。目前，絕大多數(shù)鋼軌都是暴露在大自然當中，由于各種車輛的動力作用和自然條件的影響，會對鋼軌造成諸多病害，為使得鋼軌的健康狀態(tài)和技術(shù)指標在合理、可控范圍之內(nèi)，需要使用鋼軌探傷車進行周期性的探傷。

2、目前，實際投入運用的探傷車速度最高僅為80km/h，隨著鐵路線路里程的增長，該探傷速度也漸漸地不再適應(yīng)現(xiàn)在的探傷需求。為了進行更高速鋼軌探傷車及探傷系統(tǒng)的生產(chǎn)、研制和標定，亟需提供一種可以在有限線路條件下，實現(xiàn)快速加速、保持高速勻速運行的軌行式自動控制電驅(qū)動探傷試驗平臺，用以搭載鋼軌探傷裝置進行試驗。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種軌行式自動控制電驅(qū)動探傷試驗平臺。

2、為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

3、一種軌行式自動控制電驅(qū)動探傷試驗平臺，其包括：

4、探傷試驗小車，其包括：牽引車、以及與所述牽引車連接的拖車，所述牽引車用于提供動力，以驅(qū)動所述拖車在鋼軌上行駛；

5、探傷系統(tǒng)，其包括：均設(shè)置在所述拖車上的鋼軌探傷裝置和探傷控制柜，所述鋼軌探傷裝置用于進行鋼軌內(nèi)部的傷損檢測，并將傷損檢測結(jié)果發(fā)送至探傷控制柜；

6、動力系統(tǒng)，其包括：均設(shè)置在所述牽引車上的驅(qū)動電機、主驅(qū)動輪和控制器，其中，所述驅(qū)動電機分別與所述主驅(qū)動輪和所述控制器連接；

7、所述驅(qū)動電機用于在所述控制器的控制下，實現(xiàn)所述探傷試驗小車的一鍵啟動，自行完成測試方向上的加速、勻速、制動，以及完成測試后自動返回；另外，所述探傷試驗小車最高速度可達到120km/h，加速過程中的加速度≥7m/s2。

8、作為發(fā)明的一種實施方式，所述牽引車上的主驅(qū)動輪以及所述拖車上的從動輪的踏面位置均預(yù)留8~30mm進行橡膠硫化處理，使得所有輪胎的許用黏著黏著系數(shù)大于0.8。

9、作為發(fā)明的一種實施方式，所述主驅(qū)動輪和從動輪的輪縠材質(zhì)為鋁合金，所述主驅(qū)動輪和/或從動輪的輪縠上均開設(shè)有若干通孔，以將簧下質(zhì)量降低至250kg以內(nèi)。

10、作為發(fā)明的一種實施方式，所述控制器為模糊pid控制器，其采用模糊pid算法對輸入的目標速度進行實時調(diào)整輸出車輛運行速度。

11、作為發(fā)明的一種實施方式，所述模糊pid控制器設(shè)計方式如下：

12、（1）模糊過程：

13、模糊控制器的輸入變量分別是當前速度與目標速度的偏差 e和偏差增量 e c，輸出變量分別是pid參數(shù)的修正值δ k p、δ k i和δ k d；將這5個變量的基本論域設(shè)為[-6,6]，取7個模糊子集，模糊子集為{nb，nm，ns，zo，ps，pm，pb}，子集中的元素分別代表負大、負中、負小、零、正小、正中、正大；基本論域和實際論域通過量化系數(shù)轉(zhuǎn)化；

14、（2）模糊規(guī)則設(shè)定：

15、根據(jù)pid參數(shù)整定原則，建立模糊規(guī)則表，所述pid參數(shù)整定原則如下：

16、對于pid算法而言，當偏差較大時， k p取大值以加快響應(yīng)， k d取小值避免偏差增量較大而造成的過飽和現(xiàn)象， k i取0；當偏差和偏差增量中等大小時，可適當?shù)臏p小 k p值， k d值較起始時刻不宜變化過大， k i值要取用適當；當偏差較小時， k i值應(yīng)增大，若偏差增量較大， k d取值應(yīng)減小，反之可取適中值；

17、（3）解模糊過程：

18、采用重心法，離散化后計算公式如下：

19、；

20、其中， z 0為解模糊運算后的精確值， μ c( z i)為隸屬度值， z i為模糊量化值；

21、（4）通過仿真實驗初步分析驗證，得出pid參數(shù)的初始值 k p0、 k i0、 k d0，按照下述公式的得到模糊pid控制器輸出的參數(shù)值：

22、；

23、其中， k p為比例系數(shù)， k i為積分系數(shù)， k d為微分系數(shù)，δ k p，δ k i和δ k d為比例因子；

24、（5）采用下述公式得到pid控制器的輸出值：

25、；

26、其中， e( t)為 t時刻設(shè)定值與反饋值的差， u( t)為 t時刻pid控制器的輸出值。

27、作為發(fā)明的一種實施方式，步驟（1）模糊過程中，將 e和 e c分別投影到基本論域中，若某變量的取值區(qū)間為[a,b]，投影公式為：

28、；;

29、其中， x為 e或 e c 。

30、作為發(fā)明的一種實施方式，步驟（1）模糊過程中，5個變量均取三角形隸屬函數(shù)。

31、作為發(fā)明的一種實施方式，所述驅(qū)動電機采用峰值功率220kw、峰值扭矩1000n·m、最高轉(zhuǎn)速5300r/min的驅(qū)動電機。

32、作為發(fā)明的一種實施方式，所述主驅(qū)動輪設(shè)置2個，分別位于所述牽引車的車架左右兩側(cè)，兩個所述主驅(qū)動輪的輪轂間距為1166?mm、輪轂外側(cè)面間距1505?mm，車輪輪背距調(diào)整至1353mm以適應(yīng)軌距。

33、采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：

34、本發(fā)明實施例提供的軌行式自動控制電驅(qū)動探傷試驗平臺，實現(xiàn)所述探傷試驗小車的一鍵啟動，自行完成測試方向上的加速、勻速、制動，以及完成測試后自動返回，即，實現(xiàn)了自動化測試，不再需要人工現(xiàn)場操作，減輕了工作人員的負擔，自動化程度高；另外，探傷試驗小車最高速度可達到120km/h，加速過程中的加速度≥7m/s2，即，實現(xiàn)了快速加速、保持高速勻速運行，保證了無法探傷試驗小車滿足工況需求，提高適用范圍。