曲率及曲率变化率

一、曲率

曲率定义为一定弦长的曲线轨道（如30M ）对应之园心角θ（度/30米）。度数大，曲率大，半径小。反之，度数小，曲率小，半径大。轨检车通过曲线时（直线亦如此），测量车辆每通过30米后车体方向角的变化值，同时测量车体相对两转向架中心连线转角的变化值，即可计算出轨检车通过30米曲线后的相应圆心角θ变化值。

测量曲率的传感器分布如图4-12。摇头速率陀螺YAW ，测量车体摇头角速率；位移计DT1测量车体一位端的心盘处与一位转向架构架间的相对位移；位移计DT2、DT3测量车体二位端心盘前后两侧与二位转向架构架之间的相对位移；光电编码器TACH 提供速度距离信息,由于一阶模拟滤波器在处理模拟时间域信号时，其频率特性是固定不变的，但在处理YAW 所表示的空间域频率信号时，其频率特性就是变化的了。因此，一阶模拟滤波器输出信号经采样，进入计算机还需进行数字滤波处理。数字滤波的作用，是对一阶模拟滤波器引起的频率特性变化进行校正，使得模拟滤波和数字滤波混合处理后，在设计的通带范围内，空间域幅值特性不受列车运行速度的影响。

曲率测量的信号流程如图4-13。摇头速率陀螺输出信号经B(s)一阶模拟滤波处理后，进入计算机，再进行数字处理。)(z C 为一阶数字滤波器。)(z C 的输出，是单位采样距离对应的车体方向角x c ∆∆/φ。用安装于一位转向架构架和车体间的位移计DT1测量一位转向架构架与车体间的位移d 1。用安装于二位转向架构架

和车体间的位移计DT2和DT3，测量二位转向架构架和车体间的位移d 2。由d 1和d 2计算出单位采样距离相应的车体与两转向架中心连线间相对夹角x ct ∆∆/φ。通过x c ∆∆/φ和x ct ∆∆/φ的结合计算出两转向架中心连线对应于单位采样距离的方向

角x t ∆∆/φ，对信号x t ∆∆/φ进行低通滤波，滤除不必要的波长成分，最终获得轨道曲率。

二、曲率变化率

曲率变化率

•目前轨检车是由相隔18m 的两点实际测量的曲率差除以18m 计算得到。•

选择18m 主要考虑车辆定距和滤波。•

曲率可以通过测量20m 正矢得到，简化近似公式为：•

，C 为曲率(1/m)，δ为20m 正矢(mm)。•

曲率变化率静态测量时，基长取20m ，则曲率变化率为:•

。即弦长20m 正矢变化为1mm 时，曲率变化率为。•

这只是简单计算，还要做些数据处理，消除测量误差和不需要的成分。

•曲率变化率主要考虑直线段长波长轨向和曲线段曲线不圆顺，是舒适性控制指标。

δC ＝－⋅⋅5102δ620,10-=C R 610-