文档介绍：西南交通大学
博士学位论文
神经网络在摆式列车倾摆控制系统故障诊断中的应用研究
姓名:吴浩中
申请学位级别:博士
专业:车辆工程
指导教师:王开文
要摘故障诊断中的应用少有报道。脸文在国内首次系统地将神经网络引入摆式列/我国是一个幅员辽阔、山区铁路众多的发展中国家,摆式列车技术的应扇具有巨大的潜力。倾摆控制系统是摆式列车的核心部分,其可靠性对列摆控制系统故障诊断的小波基——半正交小波基,并提出了一种新的确定故车的安全运行至关重要,故障诊断技术为提高系统的可靠性开辟了一条新的途径。论文结合铁道部科技开发项目:“摆式列车倾摆控制系统的研制”,对摆式列车倾摆控制系统是一个复杂的、具有诸多不确定性因素的动态系统,采用常规的故障诊断方法很难达到有效的诊断。神经网络作为一种新的方法和手段,已被广泛地应甩于诸多领域的故障诊断中,但其在机车车辆车倾摆控制系统的故障诊断中,从工程应用的角度深入研究了基于神经网络的故障诊断理论,探讨了其在摆式列车倾摆控制系统设计中的应用问题。/论文的主要创新成果有:诎谑搅谐凳导试诵兄校觳庥柘低车募铀俣却ǜ衅鞔嬖谘现亓偏,使用硬件冗余法进行故障诊断的设计初衷面临着巨大的困难。论文采用窬绻钩纱ǜ衅魇涑鲈げ馄鳎ü觳庠げ庵涤胧导手抵罾丛线检测故障。对每个加速度传感器构造输出预测器,然后通过一复合故障决策策略来实现多传感器故障的同时诊断,该方法不仅消除了零偏对故障诊断的影响,而且提高了故障检测率及可靠性。除器的基本原理构造了双余度传感器的故障诊断模型,给出了双余度传感器的故障诊断原理和递推算法,实现了双冗余陀螺仪的故障诊断。性。论文将模糊逻辑和神经网络结合在一起,给出了模糊神经网络的结攵孕〔ɑ难≡袢狈ν晟评砺壑傅嫉氖导是榭觯ü猿S玫恼交、半正交、双正交小波基提取信号特性的比较,确定出了适合摆式列车倾障检测阈值的方法,可以快速地检测出故障发生时刻。〔ǚ治黾际跤肷窬缂际跸嘟岷希纬晒阋迳系男〔ㄉ窬摆式列车倾摆控制系统的故障诊断进行了探索性研究。菁觳庾酉低巢捎盟哂嗤勇菀堑氖导是榭觯米允视υ肷鞫酉低呈且桓龈丛拥姆窍咝韵低常涔收洗嬖谀:院拖喙构、隶属度函数确定方法,并提出了基于阈值原则的故障判别方法,用模糊神经网络对作动子系统的常见故障进行了诊断。,
然后用神经网络对摆式列车倾摆控制系统的常见故障进行了识别和诊断。州西南交通大学博士研究生学位论文第页络,提出了一种基于小波包预处理的神经网络故障诊断方法。利用小波包分析,将摆式车体试验台上采集到的振动加速度信号分解在相互独立的频带之内,各频带内的能量值形成一个向量,将其作为神经网络的输入特征向量,实验和研究结果表明,论文提出的基于神经网络的摆式列车倾摆控制系统故障诊断方法在理论上是可行的,在工程上也是可实现的。采用神经网络理论诊断摆式列车倾摆控制系统故障,为我国的机车车辆尤其是高速列车的故障检测和诊断指出了新的研究方向,论文的研究结果对摆式列车倾摆控关键词:故障诊断:神经网络:小波分析;摆式列车;倾摆控制系统制系统的设计具有理论指导意义。
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第滦髀研究背景及意义蔓西南交通大学博士研究生堂堡鲨窒位联合研制,西南交通大学承担了铁道部科技开发项目——摆式列车倾摆控回已失去的市场和改善其被动局面,必须从提高运行速度、缩短旅行时间,提高旅行舒适性、增加列车的频率、合理规划运行图、方便旅客转车和降低提高列车速度,减少旅行时间,最彻底的办法是修建高速铁路,从根本上同时解决运能和速度问题,但高速铁路投资大,所费人力物力多,修建中,摆式列车以优良的运行品质及低廉的投资成本,引起了各国铁路界学者及业界的关注。世纪年代末年代初,欧洲、日本等发达国家出现了研究摆式列车的风潮,经过多年的努力,摆式列车技术逐渐成熟并广泛使用,作为提速或高速的一条途径。用摆式列车提速的特点是.:·客货车混跑线路,客车提速不影响货车和其它一股客车的正常运行条峰值速度,对山区铁路、多曲线线路的提速更为显著;·曲线通过速度提高了,可以减少列车进入曲线前的减速和通过曲线后的加速,从而减少列车牵引能耗。由此可见,摆式列车的经济潜力是巨大的,是适合我国国情、路情的,用。年铁道部立项自行研制我国的第摆式列车,由国内十几家单制系统的研制钅勘嗪牛~。随着生活节奏的加快,旅客对于旅行时间的要求越来越高,尤其是航空和公路的迅速发展,对铁路是严峻的挑战。铁路要与公路和航空竞争并夺票价等方面着手,进行适应市场需要的改造和革新【。其中减少旅行时间是最主要的,这从我国铁路九十年代的两次提速取得的成绩可以看出。时间长,只有少数地区可修建高速线。我国是一个幅员辽阔、山区