CN101158699A

CN101158699A - 一种机车有源速度传感器信号过滤装置及信号过滤方法

Info

Publication number: CN101158699A
Application number: CNA2006100323836A
Authority: CN
Inventors: 唐嫦娥; 翁星雯
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2006-10-02
Publication date: 2008-04-09

Abstract

一种机车有源速度传感器信号过滤装置及信号过滤方法，特别应用于铁道交通干线机车轮对转速采集使用的有源速度传感器的输出信号滤波、整形及诊断。该装置包括装置电源选择电路1、控制电源电路2、速度信号处理单元3，装置电源选择电路选择四路传感器电源作为控制电源电路的电源，速度信号处理单元将四路速度传感器的输出信号滤波、整形、诊断后传送给机车防止轮对空转控制系统。本发明还包含对机车有源速度传感器信号滤波、整形、诊断的方法。它对于进入防空转系统的速度信号进行智能的滤波、整形排除灰尘、振动等异常对速度信号的干扰，诊断并排除无法恢复的故障速度传感器。

Description

一种机车有源速度传感器信号过滤装置及信号过滤方法

技术领域

本发明涉及一种机车有源速度传感器信号过滤装置及信号过滤方法；特别应用于铁道交通干线机车轮对转速采集使用的有源速度传感器的输出信号智能滤波、整形及诊断。

背景技术

目前铁道交通干线机车轮对转速采集使用的有源速度传感器受机车运行的灰尘、振动等恶劣条件的影响，其输出信号失真、缺失现象严重，影响到机车防止轮对空转控制系统对轮对速度信号的实时采集的准确性。导致防空转系统的保护误动作的概率过高以至影响机车运行轨面粘着力的充分利用。所有这些方面都有必要采取措施解决。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷。设计一种装置对于进入防空转系统的速度信号进行智能的滤波、整形排除灰尘、振动等异常对速度信号的干扰，诊断并排除无法恢复的故障速度传感器。

本发明提供一种速度传感器过滤装置包括：装置电源选择电路、控制电源电路、速度信号处理单元、第一速度传感器信号输入端、第二速度传感器信号输入端、第三速度传感器信号输入端、第四速度传感器信号输入端、第一速度传感器信号输出端、第二速度传感器信号输出端、第三速度传感器信号输出端、第四速度传感器信号输出端、第一速度传感器电源正极、第二速度传感器电源正极、第三速度传感器电源正极、第四速度传感器电源正极、速度传感器电源地端。

装置电源选择电路由D1、D2、D3、D4共4个二极管组成，是一个最大值选择电路。D1、D2、D3、D4的阳极分别与第一速度传感器电源正极、第二速度传感器电源正极、第三速度传感器电源正极、第四速度传感器电源正极相连，D1、D2、D3、D4的阴极并联与控制电源电路的正极相连。速度传感器电源地端与控制电源电路的负极相连。装置电源选择电路也可以只是与第一速度传感器的电源正极、第二速度传感器的电源正极、第三速度传感器的电源正极、第四速度传感器的电源正极中的任意1-3个相连。

速度信号处理单元的四个信号输入端分别与所述第一速度传感器、第二速度传感器、第三速度传感器、第四速度传感器是与信号输出端相连，信号处理单元的处理后信号输出端与所述机车防止轮对空转系统对应信号输入端相连。

一种对机车有源速度传感器信号进行过滤的方法，速度信号处理单元对四个速度传感器信号均包括以下步骤：

A.计算输入脉冲信号高电平宽度、低电平宽度和脉冲周期；

B.将脉冲周期存入发送寄存器；

C、计算判断占空比是否超出正常速度脉冲的上限和下限，若结果为否跳转到步骤G；

D、若步骤C的结果为是，则将上次的脉冲周期存入发送寄存器；

E、判断是否是持续超出脉冲占空比上限和下限，若结果为否跳转到步骤G；

F、若步骤E的结果为是，则判断该路速度信号故障，将其他3路速度传感器任意正常的脉冲周期存入发送寄存器，将故障判断结果保存或将故障判断结果以通讯的方式传给其它装置在人机界面显示并作为其它判断的依据；

G、在下一个发送周期按发送寄存器的脉冲周期以50％的占空比发送脉冲。

一种对机车有源速度传感器信号进行过滤的方法，所述的正常速度脉冲占空比的上限和下限分别是70％和30％。

本发明对有源速度传感器受机车运行的灰尘、振动等恶劣条件的影响小，其输出信号不失真、不缺失，机车防止轮对空转系统对轮对速度信号的实时采集准确。本装置对于进入防空转系统的速度信号进行智能的滤波、整形排除灰尘、振动等异常对速度信号的干扰，诊断并排除无法恢复的故障速度传感器。

附图说明

图1是表示本发明速度传感器过滤装置结构示意图。

图2是表示本发明速度信号处理的滤波、整形和诊断流程图

图3是表示本发明的控制电路图

具体实施方式

参看上述附图：一种机车有源速度传感器信号过滤装置，它包括装置电源选择电路1、控制电源电路2、速度信号处理单元3，所述装置电源选择电路1由D1、D2、D3、D4共4个二极管组成，是一个最大值选择电路，其特征在于：D1、D2、D3、D4的阳极分别与第一速度传感器18的电源正极12、第二速度传感器19的电源正极13、第三速度传感器20的电源正极14、第四速度传感器21的电源正极15相连，D1、D2、D3、D4的阴极并联并与控制电源电路2的正极相连。速度传感器18、19、20、21的电源系统地端16与控制电源电路2的负极相连；

速度信号处理单元3的四个信号输入端分别与第一速度传感器18、第二速度传感器19、第三速度传感器20、第四速度传感器21是与信号输出端相连，所述的信号处理单元3的处理后信号输出端与所述机车防止轮对空转系统17对应信号输入端相连。

速度传感器信号过滤装置，其中装置电源选择电路1只与第一速度传感器18的电源正极12、第二速度传感器19的电源正极13、第三速度传感器20的电源正极14、第四速度传感器21的电源正极15中的任意1-3个相连。

一种对机车有源速度传感器信号进行过滤的方法，该方法包括下列步骤：

C.计算输入脉冲信号高电平宽度、低电平宽度和脉冲周期；

D.将脉冲周期存入发送寄存器；

一种对机车有源速度传感器信号进行过滤的方法，正常速度脉冲占空比的上限和下限分别是70％和30％。

如图1所示，装置电源选择电路1选择第一速度传感器电源的正极12、第二速度传感器的电源正极13、第三速度传感器的电源正极14、第四速度传感器电源正极15中的最大值，作为控制电源电路2的电源正极；保证了装置控制电路电源的可靠性。控制电源电路2的电源负极与速度传感器电源地端16相连。使速度传感器信号过滤装置与速度传感器以及防止轮对空转控制系统17共地端。

如图1所示第一速度传感器18、第二速度传感器19、第三速度传感器20、第四速度传感器21分别将速度信号速度传感器的信号输入端4、第二速度传感器的信号输入端5、第三速度传感器的信号输入端6、第四速度传感器信号输入端7输入到速度信号处理单元3。经过速度信号处理单元3滤波、整形以后将第一速度器传感器信号的输出端8、第二速度传感器的信号输出输出端9、第三速度传感器的信号输出端10、第四速度传感器信号输出端11发送给机车防止轮对空转系统17，提供消除灰尘、振动等异常对速度信号的干扰后的速度信号给防空转系统。也就是说，速度信号处理单元3的四个信号输入端分别与第一速度传感器18、第二速度传感器19、第三速度传感器20、第四速度传感器21是与信号输出端相连，所述的信号处理单元3的处理后信号输出端与所述机车防止轮对空转系统17对应信号输入端相连。

如图2所示，为对任意一路速度传感器信号的处理步骤。在流程23中，脉冲信号高电平宽度、低电平宽度和脉冲周期分别被计算。在流程24中，将流程23计算的脉冲周期存入发送寄存器，如果该次的脉冲在后续判断为正常，在流程28中将会以流程23计算的脉冲周期发送脉冲。在流程25中，根据流程23中的高电平宽度、低电平宽度计算得出占空比，并判断占空比是否超出正常的上限70％和下限30％，以此来判断这一次的脉冲是否为有效脉冲，如果不超出范围则跳转执行流程28。如果超出范围则执行流程26，将上次的脉冲周期存入发送寄存器，覆盖掉本次计算的脉冲周期，达到滤波的效果。在流程27中，判断是否是持续超出脉冲占空比上限和下限，如果是偶然的异常，则证明上次的脉冲周期不会偏离这次的真实脉冲周期太多，仍然有效，可以跳转至流程28进行脉冲输出。如果是持续的异常则执行流程27，认为上次的脉冲周期也是不可靠的，判断该路速度信号故障，将其他3路速度传感器任意正常的脉冲周期存入发送寄存器。达到相互可替换以排除不可恢复的速度传感器信号的目的，同时可将故障判断结果保存，或将故障判断结果以通讯的方式传给其它装置在人机界面显示并作为其它判断的依据。在流程28中，在接下来发送周期，将经过诊断滤波后确认可靠的脉冲周期进行整形，以标准的50％的占空比发送出去。

Claims

1.一种机车有源速度传感器信号过滤装置，它包括装置电源选择电路(1)、控制电源电路(2)、速度信号处理单元(3)，所述装置电源选择电路(1)由D1、D2、D3、D4共4个二极管组成，是一个最大值选择电路，其特征在于：D1、D2、D3、D4的阳极分别与第一速度传感器(18)的电源正极(12)、第二速度传感器(19)的电源正极(13)、第三速度传感器(20)的电源正极(14)、第四速度传感器(21)的电源正极(15)相连，D1、D2、D3、D4的阴极并联并与控制电源电路(2)的正极相连。速度传感器(18)、(19)、(20)、(21)的电源系统地端(16)与控制电源电路(2)的负极相连；

所述速度信号处理单元(3)的四个信号输入端分别与所述第一速度传感器(18)、第二速度传感器(19)、第三速度传感器(20)、第四速度传感器(21)是与信号输出端相连，所述的信号处理单元(3)的处理后信号输出端与所述机车防止轮对空转系统(17)对应信号输入端相连。

2.如权力要求1所述的速度传感器信号过滤装置，其中所说的装置电源选择电路(1)只与第一速度传感器(18)的电源正极(12)、第二速度传感器(19)的电源正极(13)、第三速度传感器(20)的电源正极(14)、第四速度传感器(21)的电源正极(15)中的任意1-3个相连。

3.一种对机车有源速度传感器信号进行过滤的方法，该方法包括下列步骤：

A.计算输入脉冲信号高电平宽度、低电平宽度和脉冲周期；

B.将脉冲周期存入发送寄存器；

4.如权力要求3所述的一种对机车有源速度传感器信号进行过滤的方法，其特征在于所述的正常速度脉冲占空比的上限和下限分别是70％和30％。