机车110V充电装置实时故障预警系统研究

110V充电装置作为机车的一个重要部分,其性能的好坏直接影响到机车的运行。本文以专家系统及故障树理论为基础,进行机车充电装置实时故障预警系统的研究。基于专家系统的故障诊断及预警方法进行分析研究后,将其应用到充电装置的针对预警中,建立了充电装置的故障树、知识获取、知识表示、故障预警推理机方法。然后,建立实时验证系统验证该理论分析及方法的可行性、有效性。     

基于重载铁路的PHM平台建设方法

针对重载铁路系统各子系统状态监测相互割裂,形成信息孤岛,以及人工运维效率低、成本高等问题,提 出一种重载铁路PHM 平台总体的建设方案.该方案从PHM 中心大数据体系架构的逻辑架构设计、功能架构设计两 方面进行构建,再结合重载铁路的信息源分析,最终给出重载列车PHM 平台建设方案,旨在实现全面实时监控重载 铁路状态,通过传感器收集的信息预测故障,达到综合利用全局信息、缩短故障响应时间、降低运维成本的目的.     

基于问题导向的在线教学研究

本文以“电力电子技术基础”的在线教学为例,开展以学生为中心的基于问题导向的教学方法优化实践。教学过程中,结合学校教师教学发展中心组织的EMI教师培训,对教学计划、教学重点进行了大力度的改进;同时,结合过程中与学生的交互、期末学生的反馈以及同行专家的建议,对本次的优化改进进行了教学分析、分析、反思和总结,以期不断提升本课程的教学质量,并为其它工科类课程的教学优化提供借鉴。     

牵引变流器网侧电流谐波抑制研究

作为电力机车牵引传动系统核心部件的牵引变流器是牵引供电网的主要谐波来源之一;牵引变流器采用的单相四象限整流器,输出含有二次脉动,且工作开关频率较低,导致变流器网侧电流谐波问题严重;目前单相四象限整流器的控制脉冲产生主要采用SPWM技术;与SPWM相比,SHEPWM(特定谐波消除PWM)可以针对性的消除特定的谐波,谐波含量更小,效率更高,但其无法消除调制波中本身就存在的谐波;针对SHEPWM调制策略进行了分析设计,同时对陷波滤波器技术、PR控制策略和LC回路在降低谐波含量中的作用进行深入分析;经过合理的方案选择,有效的降低了网侧电流谐波含量,并通过MATLAB仿真实验进行了分析验证。     

基于ESR的电解电容器在线故障诊断系统设计

ESR(等效串联电阻)是评估电解电容器健康状态的重要指标之一,而由于电解电容器结构特殊性,ESR值很难直接测量。为了实时监测电解电容器的健康状态,建立了电解电容器等效模型,分析并测试了ESR频率特性与温度特性,提出一种通过在线计算ESR评估电解电容器健康状态以实现在线故障诊断的方法。该方法将ESR实时计算值和初始值作比较,在同等工作条件下当前者相对于后者增加至一定数值时,可认为该电解电容器已失效,观测者可根据此机理及时进行更换处理。最后通过dSPACE半实物实验平台对新方法的有效性进行了实验验证。     

化学振荡实验数据采集系统的研制

化学振荡技术目前已应用于多个领域。尤其在分析化学中可以用来测定某些金属离子和阻抑剂,灵敏度很高,然而传统的X-Y记录仪记录的结果精度不够,且无法采用数字化方法进行数据分析,所以设计了一种基于AD620的高精度数据采集系统,可以将化学振荡实验与计算机紧密结合,大大提高实验效率和准确性。     

磁浮直线电机的分段最大加速度跟踪控制

单边直线感应电机(Single-sided Linear Induction Motors,SLIMs)作为中低速磁悬浮列车的驱动装置,其推力和法向力的优良控制特性以及抗干扰能力,对于列车的牵引及悬浮系统稳定高效运行极为重要。通过建立SLIM的最大加速度变电流跟踪控制模型,在加/减速区,控制SLIM以恒定最大加速度运行;在稳速区,为充分利用电机的容量,控制SLIM恒功率运行。实验验证了所提控制算法的有效性,不仅能有效研究SLIM推力特性,还能为探索磁悬浮的高效动态控制方法提供参考。     

HMM在电机轴承上的故障诊断

为了提高其机械系统故障诊断能力及其准确性,以历史的经验数据为基础对滚动轴承进行健康管理,提出一种新的基于多个隐马尔可夫模型与蚁群聚类算法(ACC)和神经网络相结合的方法来用于轴承故障的诊断与检测,该方法采用HMM与模式识别相结合的方法通过对轴承振动信号进行特征提取,在时频域内进行分析其老化的现象,分别将历史数据和新数据进行故障诊断和检测,并通过HMM和ANFIS来估计其剩余使用寿命和年限.实验结果表明:HMM与模式识别相结合的方法可以准确地对故障进行诊断及预测,通过对结果分析可以得到该方法降低了计算的复杂度,提高了诊断的精度,通过对不同故障诊断实例详细阐述了基于HMM故障诊断方法的有效性和可行性.     

基于盲反卷积去噪的机车走行部齿轮箱故障诊断

为了有效地识别机车走行部的早期故障,提高我国重载机车的运输能力,以机车走行部齿轮箱为例,在分析总结大量实际振动信号的基础上,探讨了运用盲反卷积去噪的方法来提取机车齿轮的故障特征信息,即采用傅里叶变换在送入滤波器中使振动信号变换为时域信号;再对所有的盲信号进行盲源分离,与TSA(时间同步平均)方法相比,考虑了外界因素的影响,尽量避免了预测和诊断误差;通过对实际机车走行部齿轮振动信号的分析,成功提取到故障特征信号,阐述了该方法在机车走行部在线故障诊断系统中的应用,不仅能满足在线监测和故障的实时性和可靠性的要求,使机车在正常运行的时候,同时显示出其可靠性、耐用性和高置信度性。     

基于自抗扰的高速列车升力翼攻角驱动系统同步控制

针对高速列车升力翼中双电机协同控制攻角高精度控制的问题,提出了一种基于改进型自抗扰控制器的新型控制策略。该策略改进位置环,并将交叉耦合结构中的位置误差反馈至电流环,实现高精度控制,从而解决高速列车升力翼系统在实际应用中存在的滞后性以及抗干扰能力弱等问题。通过MATLAB/Simulink仿真验证该方法的快速响应能力、抗干扰能力以及电机同步效果。仿真结果表明,在给予不同负载扰动的情况下,该方法能够极大地提升系统的响应速度,且抗干扰能力与同步效果优异,能够帮助高速列车升力翼实现高精度的攻角变换。