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1、高速列车齿轮箱故障诊断技术研究 制造业信息化?仿一,建簟,口墨墨盈墨墨囵墨西皿圈墨墨田静宜,杨业。张思,杨雪峰.河北联合大学轻工学院,河北唐山;.唐山轨道客车有限责任公司,河北唐山系统的特点,应用小波包分析、粗糙集理论和神经网络等方法。通过优化特征值来改壹故障诊断系统,从而提高动车组故障诊断系统的准确性和工作效率。关键词:动车维故障诊断系统。故障诊断方法?一中图分类号: 文献标识码: 文章编号:?跏留 肿。 , ?。,;. .,.,. , 】:. ,. ,。,.: ; 故障诊断技术经历了三个重要的开展阶段:一是状引 言态检测阶段,选择适宜的特征参量作为监测对象,故障诊断与状态检测对于高速列车有
2、着重要而深远意义,国内外现状说明,开展和研究故障诊断技术具有重要性 应用傅立叶变换、小波包变换?等信号处理方法提取有效的特征值;二是故障诊断阶段,以故障模式分类为目和迫切性眦。例如:年,世界上第一条高速铁路一日本新干线在日本诞生,运营时速,经过余年的开展都 标,选择合理的故障诊断方法,结合粗糙集理论再】、人工没有旅客伤亡。新干线的平安运行与其不断总结和开展故 神经网络等智能化专家系统,对设备的运行状态进行诊障诊断技术密不可分。随着电子信息技术的不断开展,信号 断;三是现代化管理阶段,根据设备的诊断结果,以智能化通信网络为根底,实现设备的优化控制、平安经济处理方法的改良,使信息特征的处理上升了一
3、个台阶,从而使故障诊断系统的平安性和可靠性也得到了提高。 的运行。高速动车组常见故障分析我国高速列车对故障诊断技术的研究和应用起步较.常见故障类型晚,目前动车虽然正在平安运营,但曾出现很多故障报动车组在武广线和京津线成功运行,最高时警,增加了列车的维护本钱。与国外兴旺国家相比,我国速到达,满足了对动车组平安高速运行的要求。的故障诊断技术还存在一定的差距,例如传感器的数据但受到我国运行环境、制造业水平等因素的影响,动车组可靠性差;故障诊断机理研究不透彻;系统的可靠性不高等。因此,如何选择适宜的信号处理技术,结合智能的故 在运行过程中出现了一些故障。故障的出现影响动车组的正常运营,增加了维护和维修
4、的本钱,假设没有及时发障诊断方法口,建立高效可靠的故障诊断系统,是目前国内学者进行的重要研究课题之一。 现,在高速运行的状态下可能危及乘客的平安。经过对各系统存在的问题进行梳理,主要问题有:故障诊断过程设备在发生故障时,其局部特征参数会随之改变,例 高压系统问题:.支架裂纹、弹簧盒失效、风管破裂如:振动、噪声、压力、温度等信号,设备处于正常状态时, 及接头脱落、车顶高压绝缘子闪络、高压保护引起自动降参数在某个区间内变化,一旦出现故障参数就会在另外 弓、高压锁闭。牵引系统问题:牵引变压器冷却油泵断路器一一个区间内变化,如果特征参量选择适宜,再选取适当的信号处理方法和故障诊断方法,就可以及时地发现
5、设备 脱扣、电机速度超限、辅助变流器接触器故障。辅助供电系统:辅助变流器预充电电容烧损、双异常状态,到达故障诊断的目的。故障诊断过程就是从设备状态监测、特征信息的采集与处理,到根据各种经验与 辅变流器风扇支座裂纹、车载电源箱内接触器故障。传感器问题:弗兰德齿轮箱温度传感器故障、牵知识进行故障识别与诊断的过程。基金工程:河北联合大学轻工学院科学研究基金资助工程 引电机速度传感器故障、轴温传感器暖轴报警、牵引变流机械工程师年第期 万方数据制造业信息化皿墨墨墨墨面四墨墨团墨盈墨口仿一,瑶簟,?器冷却单元压力和温度传感器连接器进水。 率,建立采取多种智能化方法相结合的故障诊断系统,其典型故障分析及解决
6、方案故障诊断过程分为三个阶段:动车组在运行过程中,故障诊断系统曾报齿信号的采集与处理轮箱轴承温度超限,动车组限速/运行。齿轮箱 动车处于正常运行状态时,应用安装在齿轮箱两侧是动车重要的传动机构,任何细小的故障都可能引发安 的温度传感器采集温度信号,作为一组标准样本。在监测全事故,齿轮箱故障诊断系统的灵敏性和可靠性,为动车 过程中,采集动车实时运行时的齿轮箱轴承温度信号作的平安运行提供了保证。为待测样本。将两组信号数据进行降噪、去均值等预处齿轮箱轴承温度过高,可能是内部零件出现磨损等理,然后应用小波包理论,将信号分解的多个频段,再应故障,也可能是传感器本身发生故障。通过对报故障的弗 用能量谱分析
7、,构造特征值,形成特征参量的样本集。兰德齿轮箱进行途中点温测量和库内检查后,未发现弗 特征值优化兰德齿轮箱异常,更换温度传感器后故障消失,确认是由 应用粗糙集理论对齿轮箱温度信号形成的特征值进于弗兰德齿轮箱温度传感器故障引起误报。通过齿轮箱 行优化约简,具体实现步骤如下:选择适宜的离散化方温度超限故障误报,我们可以发现保证故障诊断准确度 法,将连续的特征值数据进行离散化处理;以小波包能的重要性。 量谱方法提取的特征值为条件属性,故障模式种类为决高速动车组故障诊断系统 策属性,建立决策表并使其相容;应用粗糙集理论对条. 系统构成件属性化简。首先删除决策表中相同的规那么,即重复的实高速动车组的故障
8、诊断过程,就是判定动车组各个例,然后去掉一个条件属性后,判断信息系统的不可分辨局部参数的现实状况与理想状况是否有偏差,首先监测 关系,假设相同那么删除表中该多余的条件属性,最后求出属状态参量,看其是否与理想状态相符,然后对发现的偏差 性的核和约简。一个条件属性的约简即为优化的特征值进行信息合并和逻辑分析,即通过故障诊断方法作出诊集合。断结果分析,接下来提出对故障问题的改正和维护措施, 故障模式分类最后对故障和维护的信息资料进行存档,用于以后的经 将优化后的特征参量集合作为神经网络的输入验反应。向量,通过网络的数据分析以及信息整合,其输出即为不高速列车的控制系统包括中央控制单元,人 同的故障模式
9、类型。最后将诊断结果的信号传递给中央机界面以及多种控制子系统,子系统包括:牵引控制系 控制单元和人机界面,为相关人员提供监测结果,以便及统;制动控制系统;火灾报警系统;电池控制系统;转向架 时作出有效的处理。控制系统;车门控制系统等。各个控制子系统通过通信网 结语络与中央控制单元进行信息交流,完成列车的控制、监测 动车组在设计、生产和运用管理部门的协调配和诊断功能,最后将诊断信息传送到人机界面,为司机和 合下,共同建立了较为全面的平安运行监控体系,为高速乘务员提供维修处理信息。 动车组行车平安奠定了根底。基于粗糙集理论的智能化.诊断方法可行性分析故障诊断方法,可以优化特征值集合,通过简化人工神
10、经目前故障诊断的研究重点已经由传统的人工智能转 网络的输入向量,提高故障诊断的效率和准确率,以便尽向新兴的计算智能领域,诊断方法也开展到智能阶段。小 早发现故障或异常状态,从而提高动车组运行的可靠性,波包变换、人工神经网络、粗糙集理论等现代故障诊断方 降低维护的本钱。参考文献法,虽然在其它机械中得以充分利用,但对于动车故障诊断还不成熟,需要深入研究。模与应用.铁道机车车辆,:?.通过安装在动车各个子系统的传感器,可以检测到有用的信号,这些信号经过处理得到相应的特征参量。虚拟仿真系统开发.铁道机车车辆,:?.人工神经网络是一种智能化故障诊断方法,具有杨丽金,杨业,田静宜.大型复杂装备智能化故障诊断方法.并行计算能力和可学习性,特征值通过神经网络的诊断煤矿机械,:?.研究小型内燃机与摩托车,:?.于集合分类理论的数学方法,通过知识的分类和约简,. 去掉冗余属性,从而简化知识表达的空间维数,优化神. ,:?.经网络的输入向量,缩短网络的训练时间。因此假设将小波包分解、粗糙集理论和人工神经网络有机地结合起诊断.测试技术学报,:?.来,应用于动车故障诊断,可以提高故障诊断系统的准编辑启迪确性和工作效率。弗兰德齿轮箱故障诊断改良措施 作者简介:田静宜,女,教师,硕士,主要从事故障诊断技术研究。收稿日期:?为了提高弗兰德齿轮箱故障诊断的准确性和工作效机械工程师年第期万方数据
高速列车齿轮箱故障诊断技术研究
