本文關(guān)鍵詞：基于灰關(guān)聯(lián)的道岔信號(hào)控制系統(tǒng)故障診斷方法及其實(shí)現(xiàn)研究

  更多相關(guān)文章： 灰色關(guān)聯(lián)分析 故障診斷 特征選擇 嵌入式 界面系統(tǒng)

【摘要】：隨著鐵路的不斷發(fā)展,列車(chē)行車(chē)速度與行車(chē)密度的不斷提高,對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備的安全性與可靠性的要求也隨之提高。作為保障鐵路行車(chē)安全、實(shí)現(xiàn)信號(hào)聯(lián)鎖關(guān)系的基礎(chǔ)設(shè)備,道岔對(duì)鐵路信號(hào)車(chē)站聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全性和可靠性尤為重要。另外,由于道岔較低的安全性以及構(gòu)造的復(fù)雜性等特點(diǎn),也使其成為軌道線路的三大薄弱環(huán)節(jié)之一。因此針對(duì)道岔設(shè)備故障診斷的研究顯得尤為重要,并且根據(jù)道岔的作用及特點(diǎn),其診斷過(guò)程的及時(shí)性和有效性也將是研究的重要部分。目前,國(guó)內(nèi)主要使用微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)道岔進(jìn)行監(jiān)測(cè),其方法主要是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)道岔的動(dòng)作電流、功率時(shí)間特性曲線或室內(nèi)道岔表示繼電器的開(kāi)關(guān)量等參數(shù),進(jìn)一步觀察與分析所得到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)得到道岔狀態(tài)信息。此方法的故障識(shí)別對(duì)相關(guān)人員的工作經(jīng)驗(yàn)有很大的依賴(lài)性,也在一定程度上影響道岔故障診斷的及時(shí)性、有效性和準(zhǔn)確性。針對(duì)上述道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)故障診斷中存在的問(wèn)題,本文提出了一種基于灰關(guān)聯(lián)的道岔信號(hào)控制系統(tǒng)的故障診斷方法,并基于嵌入式開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。本文提出了一種基于灰關(guān)聯(lián)的道岔信號(hào)控制系統(tǒng)故障診斷模型,并逐步闡述該模型的建立及優(yōu)化,使其診斷達(dá)到較為高效、準(zhǔn)確的診斷效果。其主要研究如下:(1)在本文中首先對(duì)道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)的功率曲線進(jìn)行分析,根據(jù)道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作特性,將其功率曲線分為五個(gè)區(qū)段。在建立故障診斷模型時(shí)以此為樣本數(shù)據(jù)闡述故障診斷模型建立的步驟以及特征參數(shù)的選擇、變換因子的選擇以及故障診斷關(guān)聯(lián)度模型的選擇。(2)本文提出八種常見(jiàn)故障模式,與道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)正常工作模式共同組成故障診斷模式集,并針對(duì)每種模式提供多個(gè)樣本數(shù)據(jù)構(gòu)成故障模式樣本集。針對(duì)該九種道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)模式,文中提出了多種時(shí)域信號(hào)特征參數(shù)以提供功率曲線最優(yōu)特征選擇。在對(duì)各時(shí)段功率數(shù)據(jù)特征值計(jì)算后,進(jìn)行歸一化處理,以歸一化處理后的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),分別計(jì)算九種模式的各個(gè)時(shí)間區(qū)段的特征均值,并進(jìn)一步計(jì)算所有樣本各個(gè)區(qū)段的每個(gè)特征參數(shù)計(jì)算結(jié)果的特征均值。在完成以上工作后,利用Fisher準(zhǔn)則,計(jì)算全部樣本的類(lèi)間方差與類(lèi)內(nèi)方差之比,選擇各區(qū)段比值最大值對(duì)應(yīng)的特征參數(shù)作為優(yōu)選特征,同時(shí)選擇構(gòu)建優(yōu)選特征集。(3)針對(duì)上述提供的優(yōu)選特征集進(jìn)行不同數(shù)據(jù)變換,并以不同的數(shù)據(jù)變換結(jié)果進(jìn)行各個(gè)故障模式與正常工作模式之間的鄧氏關(guān)聯(lián)度計(jì)算,比較關(guān)聯(lián)度大小確定變換因子,并確定故障特征序列。以上述確定的變換因子為基礎(chǔ),進(jìn)行各故障模式之間針對(duì)不同關(guān)聯(lián)度模型的計(jì)算,最終選擇關(guān)聯(lián)度值較小的計(jì)算結(jié)果對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)度模型作為故障診斷系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)度模型�；谏鲜鲅芯糠椒ㄋ岢龅牡啦砉收显\斷模型,為完善故障診斷系統(tǒng),本文以Ubuntu為操作系統(tǒng),以Qt為設(shè)計(jì)語(yǔ)言,以故障診斷功能為核心,又設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)轍機(jī)工作狀態(tài)查詢(xún)功能、轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作操控功能、轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作數(shù)據(jù)曲線顯示功能以及轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查詢(xún)功能等。在構(gòu)建完成故障診斷系統(tǒng)的同時(shí),對(duì)關(guān)聯(lián)度系數(shù)進(jìn)行了實(shí)際測(cè)試選擇,選擇最優(yōu)關(guān)聯(lián)度系數(shù)以?xún)?yōu)化系統(tǒng)診斷的準(zhǔn)確度。同時(shí)對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行了模擬測(cè)試與實(shí)際測(cè)試,經(jīng)驗(yàn)證其可靠性良好,能夠滿足故障診斷可靠性需求。
【關(guān)鍵詞】：灰色關(guān)聯(lián)分析 故障診斷 特征選擇 嵌入式 界面系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U284.92;TP277
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 論文的背景和研究意義10
• 1.2 智能故障診斷技術(shù)簡(jiǎn)介及發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 智能故障診斷技術(shù)簡(jiǎn)介10-11
• 1.2.2 智能故障診斷模型的現(xiàn)狀11-12
• 1.3 特征選擇算法發(fā)展現(xiàn)狀12
• 1.4 灰色關(guān)聯(lián)系統(tǒng)理論簡(jiǎn)介12-13
• 1.5 論文主要研究的內(nèi)容13-15
• 2 功率數(shù)據(jù)的采集15-19
• 2.1 直/交轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作數(shù)據(jù)分析16
• 2.1.1 直流轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作數(shù)據(jù)16
• 2.1.2 交流轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作數(shù)據(jù)16
• 2.2 轉(zhuǎn)轍機(jī)功率數(shù)據(jù)的計(jì)算16-18
• 2.2.1 電壓和電流數(shù)據(jù)采集16-17
• 2.2.2 功率數(shù)據(jù)計(jì)算17
• 2.2.3 功率計(jì)算公式17-18
• 2.3 本章小結(jié)18-19
• 3 灰色關(guān)聯(lián)分析理論19-37
• 3.1 灰關(guān)聯(lián)分析基礎(chǔ)理論19-26
• 3.1.1 參考序列和比較序列20
• 3.1.2 灰關(guān)聯(lián)分析的數(shù)據(jù)變換20-22
• 3.1.3 灰色關(guān)聯(lián)度模型介紹22-26
• 3.2 特征序列模型與關(guān)聯(lián)度模型構(gòu)建26-36
• 3.2.1 功率數(shù)據(jù)序列預(yù)處理27
• 3.2.2 序列各時(shí)段的特征提取27-29
• 3.2.3 數(shù)據(jù)特征選擇29-33
• 3.2.4 關(guān)聯(lián)度模型選擇33-36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 4 故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)37-53
• 4.1 故障診斷系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)介紹39-40
• 4.2 故障診斷系統(tǒng)的組成40-49
• 4.2.1 系統(tǒng)通信的實(shí)現(xiàn)40-41
• 4.2.2 故障診斷模型構(gòu)建41-43
• 4.2.3 主頁(yè)界面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)43-45
• 4.2.4 曲線界面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)45-47
• 4.2.5 報(bào)表界面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)47-49
• 4.3 代碼移植49-50
• 4.4 分辨率系數(shù)的選擇50-51
• 4.5 系統(tǒng)功能測(cè)試51-52
• 4.6 本章小結(jié)52-53
• 5 總結(jié)與展望53-55
• 5.1 全文總結(jié)53-54
• 5.1.1 基于灰關(guān)聯(lián)的故障診斷模型的建立53-54
• 5.1.2 道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)嵌入式界面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)54
• 5.2 理論與實(shí)際應(yīng)用中的需改進(jìn)之處54-55
• 致謝55-56
• 參考文獻(xiàn)56-58
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果58

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：531898