钢轨探伤设备,是一种使用无损检测技术去检测轨道交通铁路轨道表面、内部、底部和腰部等处的伤损的探测伤损的仪器。目前,我国使用的钢轨探伤设备主要以手推式钢轨探伤仪为主,大型钢轨探伤车为辅,应用在钢轨探伤设备中的主流无损检测技术主要有超声波探伤技术和电磁探伤技术,超声波探伤技术主要用于检测钢轨轨腰和钢轨轨内的损伤,电磁探伤技术主要用于检测钢轨轨面浅表层的伤损。目前使用的手推式钢轨探伤仪对钢轨伤损检测的准确率高,漏检率低,但是在探伤的过程中需要有专业经验的人工去操作,而且需要清洗钢轨的表面,因此探伤的效率很低。目前使用的大型钢轨探伤车国内引进的数量很少,无法满足我国大量铁路轨道探伤的需要,同时对探伤的时间要求很苛刻。综上所述,我国的探伤设备相对于我国铁路钢轨的探伤需求而言,还需要进一步的发展。本论文的主要工作如下:(1)设计了一种基于电磁层析技术的钢轨探伤模拟实验系统。通过机械结构模拟列车行驶过程中车体产生的振动量,提供了一个模拟列车行驶的环境。同时通过机械结构实现了对列车振动量的抗干扰控制,实时控制传感器探头与钢轨轨面时刻保持5mm的距离,实现了在线钢轨探伤。(2)机械部分:该钢轨探伤模拟系统由台架支撑模块、台架模拟振动模块、台架抗干扰控制模块组成。创新的地方有:台架模拟振动模块设计,通过直线运动模组实现了列车行驶时车体振动量的模拟。台架抗干扰控制模块设计,通过两交叉直线运动模组实现了对传感器探头的抗干扰运动控制。(3)硬件部分:设计并搭建了钢轨探伤模拟实验系统的控制电路。主要包括:主控制器、测距传感器、电源电路、步进电机驱动电路。(4)控制算法方面:分析研究列车行驶过程中车体产生的振动量,调研了高速列车、中低速列车、地铁运营列车的车体振动。根据给定的列车振动频率,使用主控制器实现了 PID控制算法,在模拟振动的情况下调试了算法的参数,实现了抗干扰控制。最终,本论文研制的基于电磁层析技术的钢轨探伤模拟实验系统成功的实现了模拟列车振动量和抗干扰控制。本论文的主要目的在于研制一种能够提供模拟列车实际运行振动同时实现抗干扰控制的实验系统,为进一步发展高速钢轨探伤提供了实验环境。