第1讲 轨道结构相关实验

24
3. 航天器轨道控制系统
3.2 航天器的轨道机动与轨道保持
航天器在控制系统作用下使其轨道发生有 意的改变称为轨道机动。轨道机动方式一 般有两种： 无线电指令控制系统或称遥控系统； 惯性控制系统。 变轨控制分为轨道改变和轨道转移。 轨道保持是对在轨航天器受到外界干扰的 作用下偏离预定轨道的修正。
8
1. 航天器控制的基本概念
1.6 姿态控制与轨道控制的关系
航天器是一个比较复杂的控制对象，一般来说轨道控制与姿态控制密切 相关。为实现轨道控制，航天器姿态必须符合要求。即当需要对航天器 进行轨道控制时，同时也要求进行姿态控制。在某些具体情况或某些飞 行过程中，可以把姿态控制和轨道控制分开来考虑。有些应用任务对轨 道没有严格要求，如空间环境探测卫星，则只有姿态控制系统。
3
1. 航天器控制的基本概念
1.2.航天器的控制
航天器在轨道上运动将受到各种力矩的作用。从刚体力学的角度来 说，力使航天器的轨道产生摄动，力矩使航天器姿态产生扰动。 航天器的控制可以分为两大类：轨道控制和姿态控制。 1.对航天器的质心施加外力，以有目的地改变其运动轨迹的技术， 称为轨道控制。 2.对航天器绕质心施加力矩，以保持或按需要改变其在空间的定向 技术，称为姿态控制。
11
1. 航天器控制的基本概念
星上自主控制框图 星—地大回路控制框图
轨道运动
星载控制器
执行机构
星体姿态和轨道动力学
姿态运动
卫星动力学
⊗
给定
敏 感 器
姿态轨道 控制器
敏感器
执 行 机 构
跟踪
遥测
遥控
跟踪
遥测
遥控
数据处理 测定轨道
控制参数 计算
12

第3页
车站方面：
地下车站盖挖法、全暗挖同步建造技术、 节点修建新技术、换乘车站综合设计技 术、站台屏蔽门技术、自动售检票系统、 地铁扶梯变频调速、信息化节能技术、 环控通风空调系统、集成闭式通风空调 系统、时间同步技术和安检新技术的应 用让车站的运营管理更科学。
第4页
载运工具方面：
车辆车门控制软件和车辆车体隔热材料 的应用提高了列车运行的安全性。
第二节 城市轨道交通的新技术
• 新技术涵盖城市轨道交通系统各 个组成部分的基础知识，并涉及 多个与城市轨道交通相关的技术 领域，内容包括线路及轨道结构、 车站、载运工具、供电、通信信 号及列车控制、系统设备、智能 化系统以及规划设计、运营组织 管理等各个方面。
无缝线路检测技术、 GPS RTK技术、浅埋暗挖法、盾构技术、 跨座式单轨交通技术、真空管井复合降 水技术、施工信息化实时监测技术、特 殊风险源工程处理技术和地铁轨道减振 降噪技术的应用让线路建设更能适应多 种实际的地形条件。
第8页
智能化系统方面：
设备综合监控系统、乘客资讯动态显示 系统、设备维修管理系统、软交换专用 通信系统、计算机联锁系统和西门子 CBTC信号系统的应用提高了系统的自动 化水平和维修的效率。
第9页
规划设计方面：
地下空间一体化、综合交通一体化的规 划设计理论的提出，ALCAD 线路平纵断 面辅助设计软件和CARD/1国际化线路设 计专业软件的应用让线路的总体规划设 计更加科学合理。
第10页
运营组织管理方面：
PPP投融资技术、一体化/网络化运营、 安全运营技术和城市轨道交通与城市土 地的同步经营概念的提出，让营运组织 管理理念有了新的发展和突破。
第11页
第5页
供电方面：

利用先进的技术手段，对铁路运输过 程进行实时监测和预警，及时发现和 处置安全隐患。
安全事故的预防和处理
预防为主的原则
通过加强安全管理，提高设备质量，加强人员培训等措施，降低 事故发生的可能性。
建立健全应急预案
针对可能发生的各类事故，制定相应的应急预案，确保在事故发生 时能够迅速、有效地进行处置。
加强事故调查和分析
。
安全措施
制定并实施安全措施，确保施 工过程中的安全。
施工的过程
施工方法选择
根据实际情况选择合适 的施工方法，如预制轨 道板安装、有砟轨道铺
轨等。
施工顺序安排
质量检测与控制
环境保护
合理安排各道工序的施 工顺序，确保施工进度
和质量。
对施工过程中各道工序 进行质量检测与控制， 确保施工质量符合要求。
在施工过程中，采取措 施保护环境，减少对周
05
铁路轨道的安全管理
安全管理的意义
保障铁路运输安全
有效的安全管理能够减少铁路事 故的发生输效率
安全的环境可以减少事故造成的延 误，提高铁路运输的效率。
维护社会稳定
铁路作为国家重要的交通基础设施， 其安全运行对于维护社会稳定具有 重要意义。
安全管理的措施
制定严格的安全规章制度
包括列车运行安全制度、设备维护制 度、人员培训制度等，确保各项安全 工作有章可循。
定期进行设备检查和维护
对铁路轨道、信号设备、机车车辆等 关键设施进行定期检查和维护，确保 其处于良好状态。
加强人员培训和管理
定期对铁路工作人员进行安全培训， 提高其安全意识和应对突发事件的能 力。
建立完善的安全监测系统
应加强施工现场安全管理，规范 技术操作，定期检查设备，确保

对检测数据进行处理和分析，评估轨道状态，制定维修计划。
案例三：高速铁路的轨道动态检测
检测目的
确保高速铁路安全、稳定运行，提高列车运 行速度和乘客舒适度。
检测内容
轨道几何尺寸、无砟轨道、道岔等。
检测方法
采用高精度测量技术，如卫星定位、惯性导 航等。
数据分析
对检测数据进行处理和分析，评估轨道状态 ，预测维修周期，优化列车运行图。
检测方法
采用非接触式测量技术，如激光雷达、红外 线等。
数据分析
对检测数据进行处理和分析，评估轨道状态 ，预测维修周期。
案例二：铁路轨道的轨道动态检测
检测目的
确保铁路运输安全，预防轨道断裂、下沉等故障。
检测内容
轨道几何尺寸、钢轨表面损伤、轨枕状态等。
检测方法
采用接触式测量技术，如轨道测量车。
数据分析
检测标准
01
GB50157-2013《地铁设计规范》：规定了地铁轨 道动态检测的标准和要求。
02
TB10621-2014《高速铁路设计规范》：规定了高速 铁路轨道动态检测的标准和要求。
03
UIC518-2004《国际铁路联盟铁路设施振动指南》 ：国际铁路联盟制定的轨道动态检测标准。
03
轨道动态检测应用
轨道动态检测课件
目录
• 轨道动态检测概述 • 轨道动态检测技术 • 轨道动态检测应用 • 轨道动态检测案例分析 • 轨道动态检测发展趋势与挑战
01
轨道动态检测概述
定义与特点
定义
轨道动态检测是指通过使用各种检测设备和技术，在列车运行状态下对轨道的 几何尺寸、结构状态、动力学响应等进行实时监测和评估的过程。
03
02
高速铁路线路规划

第一章
第一节 轨道车辆的分类及发展
绪论
高速列车是在不断通过试验，积累经验， 取得数据的过程中发展起来的。 目前日本和欧洲是高速铁路运营线路较多 的国家，列车速度都达到或超过300km/h。 列车速度的不断提高来源于运输市场的需 求和新技术的应用，同时由于高新技术的 应用，在提高速度的同时，列车的安全性， 可靠性和舒适性得到加强和改善。
第一节 轨道车辆的分类及发展
三、轨道车辆的发展概况
1
国外高速列车的发展概况
自1964年日本首次开行高速列车以来，经过了
50余年的发展，形成了以日本新干线N700系、 法国TGV和德国ICE为代表的高速列车技术； 1988年德国的ICE-V试验列车达到406.9km/h; 日本1993年12月Star21试验速度达425km/h; 法国于2007年4月，创造了574.8km/h的惊人世 界记录。
第一章
第一节 轨道车辆的分类及发展
2、城轨车辆发展趋势特点 —载客量大 —高的运营速度 —方便快捷 —编组灵活 3、货运列车发展趋势特点 —大轴重 —大编组 —专用性和适用性 —维护便利及低成本
绪论
第一章
绪论
第二节 轨道车辆设计理论及发展趋势 轨道车辆设计理论是指导轨道车辆设计实践的; 设计实践经验的长期积累和生产技术的发展与进 步，又使设计理论得到不断的发展与提高; 轨道车辆设计技术是轨道车辆产品设计的方法和 手段，是轨道车辆设计实践的软件和硬件。
第一章
绪论
三维效果图
第一章
绪论
三维效果图
第一章
走廊布置
绪论
第一章
绪论
•CADMAT—是CAD、CAM、CAT的结合。
并行工程是集成、并行设计产品及相关过程的系统 工程。

完成课前学 习
探究核心任 务
@《创新设计》
【自主思考】 1.为什么原子的核外电子排布要遵循能量最低原理呢？ 提示 能量最低原理是自然界普遍遵循的规律。能量越低，物质越稳定，物质 都有从高能量状态转化到低能量状态的趋势。
完成课前学 习
探究核心任 务
@《创新设计》
二、电子云与原子轨道 1.电子云
用小黑点来描述电子在原子核外空间出现的概__率__密__度__分__布__图____，被形象地称为 电子云。 2.电子云轮廓图 为了表示_电__子__云__轮__廓___的形状，对核外电子的_空__间__状__态__有一个形象化的简便描 述，把电子在原子核外空间出现概率P＝_9_0_%_的空间圈出来，即为电子云轮廓图。
@《创新设计》
【点拨提升】 宏观物体的运动与微观电子的运动对比 1.宏观物体的运动有确定的运动轨迹，可以准确测出其在某一时刻所处的位置及
运行的速度，描绘出其运动轨迹。 2.由于微观粒子质量小、运动空间小、运动速度快，不能同时准确测出其位置与
速度，所以对于核外电子只能确定其在原子核外各处出现的概率。 (1)电子云图表示电子在核外空间出现概率密度的相对大小。电子云图中小黑点 密度越大，表示电子出现的概率密度越大。 (2)电子云图中的小黑点并不代表电子，小黑点的数目也不代表电子真实出现的 次数。
在激动人心的巨响和脆响中，整个城市的上空都被焰火照亮了，染红了。一团 团盛大的烟花象一柄柄巨大的伞花在夜空开放；像一簇簇耀眼的灯盏在夜空中 亮着；像一丛丛花朵盛开并飘散着金色的粉沫。焰火在夜空中一串一串地盛开， 最后像无数拖着长长尾巴的流星，依依不舍地从夜空滑过。
完成课前学 习
探究核心任 务
@《创新设计》
@《创新设计》

01
半导体材料
02
有机金属化合物
03
分子筛与多孔材料
杂化轨道理论可用于解释半导体材料的 电子结构和光电性质。通过调控原子的 杂化方式和能带结构，可以优化半导体 材料的性能。
在有机金属化合物中，金属原子的杂化 方式对于其催化性能和稳定性具有重要 影响。利用杂化轨道理论可以设计和合 成具有特定功能的有机金属化合物。
2024/2/3
8
常见元素杂化类型分析
2024/2/3
碳原子杂化类型
碳原子在有机物中常见的杂化类型有sp3、sp2和sp。例如，甲烷分子中的碳原子采用sp3杂 化，形成四个等价的杂化轨道；乙烯分子中的碳原子采用sp2杂化，形成一个双键和两个单 键。
氮原子杂化类型
氮原子在有机物和无机物中常见的杂化类型有sp3和sp2。例如，氨气分子中的氮原子采用 sp3杂化，形成三个单键和一个孤对电子；吡啶分子中的氮原子采用sp2杂化，形成一个双键 和两个单键。
与分子轨道理论的联系与区别
高级杂化轨道理论与分子轨道理论都是研究分子结构和性质的重要 工具，但它们在处理问题和侧重点上有所不同。
26
THANKS
感谢观看
2024/2/3
27
2024/2/3
4
杂化过程及能量变化
杂化过程
在形成分子时，原子首先发生电子激发，使得未参与杂化的轨道上的电子进入 高能级轨道。然后，原子将能量相近的轨道进行杂化，形成新的杂化轨道。
能量变化
杂化过程中，原子轨道的能量会发生变化。一般来说，杂化轨道的能量介于参 与杂化的原子轨道能量之间。同时，杂化轨道的成键能力比未杂化的原子轨道 更强。、sp³等，分别对应不同的空间构型和键角。
杂化轨道与分子空间构型 关系