發(fā)布時間：2020-12-28 00:17

　　電磁型（EMS,Electro Magnetic Suspension）中速磁浮列車作為一種采用先進技術(shù)的新型磁浮列車,兼具中低速磁浮列車與高速磁浮列車的優(yōu)勢,不僅牽引效率高,而且導向結(jié)構(gòu)簡單。懸浮控制器作為中速磁浮列車懸浮控制系統(tǒng)中樞,組成設備眾多、結(jié)構(gòu)復雜、功能強大,但由于其長時間與列車同步工作,內(nèi)部設備及元件較易損壞。在磁浮列車運行過程中,懸浮控制器突發(fā)故障會直接降低懸浮控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性,嚴重的情況下可能直接導致列車喪失懸浮能力,并且很難在短時間內(nèi)鎖定故障源并高效開展維修工作。因此,對中速磁浮列車懸浮控制器故障診斷方法的研究具有重要意義。近年來,人工神經(jīng)網(wǎng)絡理論與應用研究已發(fā)展為國際前沿研究領(lǐng)域,為故障診斷提供了一個全新的研究方法。本文結(jié)合工程實際的考慮與故障樣本的數(shù)據(jù)特性,在分析了中速磁浮列車懸浮控制器工作原理與常見故障特征的基礎(chǔ)上,提出使用基于神經(jīng)網(wǎng)絡模型的故障診斷方法為中速磁浮列車懸浮控制器進行故障診斷。具體研究內(nèi)容與成果如下:（1）建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡和SOM神經(jīng)網(wǎng)絡的懸浮控制器故障診斷模型并借助仿真實驗分析了兩個模型的故障診斷性能。實驗結(jié)果表明兩種神經(jīng)網(wǎng)絡模型的訓練效... 

【文章來源】：北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１技術(shù)路線??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏａｄｍａｐ??．?８??

的懸浮控制設備，包括一個懸浮控制器、一組懸浮電磁鐵、一組懸浮傳感器以及??附屬電路。由中車唐山公司牽頭研發(fā)的中速磁浮列車單車設置５臺懸浮架，每臺??懸浮架兩側(cè)各鋪設一個懸浮模塊，控制一個懸浮端點，其車輛斷面圖如圖２－１所示。??磁浮列車的懸浮控制系統(tǒng)大體可以分為懸浮控制器、懸浮電磁鐵和懸浮傳感??器三個部分。其中，懸浮控制器接收來自懸浮傳感器的間隙、加速度、電流、電??壓等多組傳感信號，根據(jù)內(nèi)嵌于控制計算機的控制算法生成控制信號，并根據(jù)該??信號的強度調(diào)整斬波器輸出，從而調(diào)節(jié)電磁鐵線圈內(nèi)電流的大小，以確保磁浮列??車與軌道的間隙處在安全區(qū)間內(nèi)。懸浮控制器作為懸浮控制系統(tǒng)實現(xiàn)懸浮控制功??能的中樞，是整個懸浮控制系統(tǒng)最核心的設備之一。本章依據(jù)該中速磁浮列車車??輛總體設計方案，參考ＣＭＳ－０４型中低速磁浮列車懸浮控制器結(jié)構(gòu)及常見故障，??分析了中速磁浮列車懸浮控制器的組成結(jié)構(gòu)，總結(jié)了其可能存在的故障類別。??Ｗ?Ｗ??圖２－１車輛斷面圖??Ｆｉｇ．２－１?Ｖｅｈｉｃｌｅ?ｐｒｏｆｉｌｅ??２．１懸浮控制器結(jié)構(gòu)??懸浮控制器作為懸浮控制系統(tǒng)的核心設備，其結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定、功能完善與否??直接影響了列車能否安全、平穩(wěn)運行［３７］。本節(jié)參考唐車中速磁浮列車車輛總體設??計方案及ＣＭＳ－０４型中低速磁浮列車懸浮控制器結(jié)構(gòu)

圖２－３控制計算機系統(tǒng)框圖??Ｆｉｇ．２－３?Ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ?ｃｏｍｐｕｔｅｒ?ｓｙｓｔｅｍ??ＣＰＵ板通過ＦＰＧＡ實現(xiàn)計算機內(nèi)部板間通信。其組成架構(gòu)如圖２－４所示。??ＣＰＵ板??ＡＲＭ?ＦＰＧＡ??外部存儲?通訊模塊?ＰＷＭ輸出模塊?ＡＤ采樣模塊?數(shù)字信號傳輸模塊??圖２－４?ＣＰＵ架構(gòu)圖??Ｆｉｇ．２－４?ＣＰＵ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ?ｄｉａｇｒａｍ??信號調(diào)理板在接收到外部的模擬信號后，將該模擬信號輸入運算發(fā)大器進行??運放處理，并在光耦的保護之下將其轉(zhuǎn)換成符合ＡＤ板信號接收范圍的信號。隨??后，ＡＤ板能夠?qū)⒔邮盏降哪M信號處理為數(shù)字信號輸出至ＦＰＧＡ，并通過ＦＰＧＡ??傳給ＣＰＵ板進行處理�？紤]到懸浮控制器對通訊功能的需求，ＡＤ板上配置了網(wǎng)??絡交換功能。圖２－５為ＡＤ板的架構(gòu)圖。??１２??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于SOM-BP神經(jīng)網(wǎng)絡的盾構(gòu)機故障診斷方法研究[D]. 鄒蘭.西安理工大學 2018
[2]中速磁浮列車單鐵懸浮系統(tǒng)傳感器故障診斷研究[D]. 劉振濤.北京交通大學 2018
[3]中低速磁浮列車懸浮控制系統(tǒng)在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)研究[D]. 柳陽陽.西南交通大學 2018
[4]基于粒子群優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡的乳化機故障診斷系統(tǒng)的研究[D]. 錢昊.杭州電子科技大學 2015
[5]懸浮控制器故障診斷技術(shù)研究及檢測維護平臺研發(fā)[D]. 郭昭宇.國防科學技術(shù)大學 2014
[6]基于粒子群優(yōu)化算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡漏鋼預報模型[D]. 李珊.燕山大學 2014
[7]低速磁浮列車懸浮系統(tǒng)的故障診斷與容錯控制技術(shù)研究[D]. 薛松.國防科學技術(shù)大學 2007
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本文編號：2942774