基于时频原子方法的高速列车转向架监测数据特征分析

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1、應＿硕士学位论文■ｍａｓｔｅｒｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ纖、．□、—９Ｉ论文题目：基于时频原子方法的ｉｌｌ速歹ｊ车转向架一＿？：：妥＿国内图书分类号：ＴＰ３９１密级：公开国际图书分类号：６２１．３西南交通大学研究生学位论文基于时频原子方法的高速列车转向架监测数据特征分析年级２０１２级姓名李俊刚申请学位级别工学硕士专业控制科学与工程指导老师张葛祥教授二零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＰ３９１Ｕ．Ｄ．Ｃ：６２Ｌ３Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ

2、ＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＦＥＡＴＵＲＥＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＭＯＮＩＴＯＲＩＮＧＤＡＴＡ－ＯＦＨＩＧＨＳＰＥＥＤＴＲＡＩＮＢＯＧＩＥＢＡＳＥＤ－ＦＲＥＥＮＣＹＯＮＴＩＭＥＱＵＡＴＯＭＡＰＰＲＯＡＣＨＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＬｉＪｕｎｇａｎｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅｇｐｐｇＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＣｏｎｔｒｏｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：

3、Ｐｒｏｆ．ＺｈａｎｇＧｅｘｉａｎｇＭａ２０１５ｙ，西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．□保密，在年解密后适用本授权书；２．不保密ｌｏ／ｉ用本授权书。＂（请在以上方框内打十）学位论文作者签名：指导老师签名：曰期：Ｏｓ曰期：＾Ｉ

4、／，ｉｆＳｆ西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：１、通过对高速列车监测数据在时频原子分解过程中表现出的特点及趋势，提出时频原子分解能量衰减率特征提取方法。并采用能量衰减率特征提取方法对部件失效监测数据进行特征分析，在达到较好的识别效果前提下，讨论了不同安装位置及监测方向的传感器对各类故障的敏感程度。一一减振器故障监测数据进行分析一２、对单。针对单抗蛇行减振器故障及单横向一减振器故障监测数据特点，并结合减振器实际安装位置，分别提出针对两类单减振一一器故障的识别方案：单抗蛇行

5、减振器识别目标为故障位置，而单横向减振器识别目标为故障转向架。最后釆用支持向量机实现故障位置及故障转向架识别。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。一切法律责任将由本人承担本人完全了解违反上述声明所引起的。学位论文作者签名：曰期：，１＾西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要随着高速铁路迅猛发展，通行里程不断增加，我国已迈进高铁时代。然而

6、高速列，直接影响列车运行安全与运行品质车在长期服役过程中安全性态恶化。目前通过在列车安装传感器对关键部位进行跟踪监测，已获得海量包含大量列车运行状态信息的监测数据。如何从监测数据中对这些有用信息进行提取，对列车运行状态识别及运行。安全评估至关重要考虑到监测数据具有非线性和非平稳性的特点，本文采用对非平稳信号处理具有良好效果的时频原子方法对其进行特征分析。本文主要对列车正常状态以及空簧无气、抗蛇行减振器故障、横向减振器故障三种故障类型进行研究，主要工作及研究成果如下：１．本文首先分析了高速列车转向架关键部件空气弹簧、横向减振器和抗

7、蛇行减振，并对监测数据进行时，器的作用、频域的初步分析对不同工况下监测数据间的差异进行诊断０？２０Ｈｚ范围。针对监测数据存在异常值及故障特征信息集中在内等特点制定预处理方案。２．对信号时频原子方法分解过程进行深入研究，提出分解能量衰减率特征。对部件失效监测数据时、频域信号进行仿真实验，分别提取能量衰减率特征。釆用支持向量机分类器对正常无故障工况、空簧无气、横向减振器失效、抗蛇行减振器失效、抗蛇行减振器失效＋横向减振器失效、抗蛇行减振器失效＋空簧无气、横向减振器失效＋空簧无气共七种工况进行识别，并结合监测数据意义对识别结果进行分析

8、。一３．为了更加贴近列车实际运行情