基于神经网络的轨道车辆振动状态预测方法研究

《基于神经网络的轨道车辆振动状态预测方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：U216-3学校代码：10856学M060112129硕士学位论文Master’sThesis基于神经网络的轨道车辆振动状态论文题目预测方法研究车辆工程专业耿松作者姓名柴晓冬指导教师完成口期2014年12月上海工程技术大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所递交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中己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作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位i仑文作者签名：b

2、日期：X年）月/y日上海工程技术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。本人授权上海工程技术大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保(请在以上方框内打“V”）学位论文作者签名：曰期：X年）月<曰中图分类号：U216.3学校代码：10856学号：M060112129上海工程技术大学硕士学位论文基于神

3、经网络的轨道车辆振动状态预测方法研究作者姓名：耿松指导教师：柴晓冬专业：车辆工程学院：城市轨道交通学院申请学位：工学硕士完成时间：2014年12月评阅人：林建辉（教授）原萍（教授）答辩委员会主席：林建辉（教授）成员：刘志钢教授、何越磊教授原萍教授、郑树彬副教授UniversityCode：10856StudentID:M060112129VIBRATIONPREDICTIONMETHODOFRAILWAYVEHICLEBASEONNEURALNETWORKCandidate:GengSongSupervisor:ChaiXiaodongMajo

4、r:VehicleEngineeringSchoolofUrbanRailTransportationShanghaiUniversityofEngineeringScienceShanghai,P.R.ChinaDecember,2014基于神经网络的轨道车辆振动状态预测方法研究摘要车辆振动是导致列车舒适性下降的重要因素，也是评定车辆安全性和乘坐舒适性，作为限速、提速的主要依据。本文以轨道不平顺为输入，分别建立了车辆系统BP、RBF、NARX神经网络模型，以此预测车辆的振动状态。通过建立车辆SIMPACK动力学模型，验证基于神经网络的车辆振动

5、预测评估方法的有效性，并采用遗传算法优化了BP、RBF神经网络的训练过程，提高了模型的预测精度。结果表明，NARX神经网络以及采用遗传算法优化的BP、RBF神经网络模型能够准确预测车体振动加速度的变化趋势，预测值与目标值具有较高的相关性。在以上算法研究的基础上，运用LabVIEW软件设计了轨道车辆振动预测虚拟实验系统，并结合轨检车测试数据，实现了车体振动加速度的准确预测。主要内容如下：本文首先针对列车形式，建立其动力学模型，通过对比实测及模型输出的车辆振动数据，验证动力学模型的准确性。在此基础上，将实测的某线路轨道不平顺数据作为模型激励，获得相

6、应的车体振动加速度响应，为后续验证神经网络模型的预测性能提供数据支撑。获取模型验证数据以后，以轨道不平顺为输入，车体振动加速度为输出，分别建立了车辆系统BP、RBF以及NARX神经网络模型。采用遍历法获得了最佳的神经网络结构与参数，实现了车体振动加速度的准确预测。针对BP、RBF神经网络预测精度较低的问题，在分析神经网络训练算法以及网络结构的基础上，采用遗传算法优化了BP、RBF神经网络的训练过程，提高了网络的预测精度。结果表明：NARX神经网络以及采用遗传算法优化的BP、RBF神经网络，能够准确预测轨道不平顺输入下的车体振动加速度输出，预测值

7、与目标值达到中等程度以上相关。在以上算法研究的基础上，本文运用LabVIEW软件开发了一套轨道车辆车体振动预测虚拟仿真系统。系统采用GJ-5轨检车测试数据，实现了准确预测车体振动加速度的目的。关键词：SIMPACK，遗传算法，轨道不平顺，神经网络，车体振动加速度IVIBRATIONPREDICTIONMETHODOFRAILWAYVEHICLEBASEONNEURALNETWORKABSTRACTThevehiclevibrationisoneoftheimportantfactorswhichledtothedecreaseofvehicle

8、comfortandsafety,alsoitisthemainbasisforthespeedupandlimit.Threekindsofvehi