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基于扩展解析冗余关系的CCBII制动机多故障诊断
| 论文题名： | 基于扩展解析冗余关系的CCBII制动机多故障诊断 |
| 关键词： | 制动机;故障诊断;冗余关系;差分进化算法;功率键合图 |
| 摘要： | CCBⅡ制动机是由德国KNORR公司生产的新一代电控制动机，广泛用于我国HXD1型、HXD3型重载组合列车上，执行机车的制动功能，由于其结构复杂、工作模式多变，有时会出现多故障并发。为了确保制动机正常工作，急需开发CCBⅡ制动机多故障诊断测试系统。本文以CCBⅡ制动机为研究对象，建立其系统功能模型，并在基于扩展解析冗余关系的诊断技术上引入差分进化算法，实现制动机多故障的精确检测与定位。主要工作如下: 首先，在研究CCBⅡ制动机基本特征和系统组成的基础上，分析其工作模块之间的控制关系、气路之间的综合作用，通过对制动机故障分类和故障特点的深入研究，提出一种基于扩展解析冗余关系的多故障诊断方案。针对制动机内部结构复杂，工作部件繁多且耦合性强的特点，选择能够对复杂系统进行快速简洁建模的功率键合图方法，对制动机建立数学模型。详细阐述了功率键合图方法的基本原理和建模过程，并依据制动机三种制动功能，分别利用功率键合图方法进行建模。 然后，在制动机自动制动功能、单独制动功能和后备制动功能三种制动功能模型的基础上，推导出系统的扩展全局解析冗余关系，获得模式转变特征表和系统故障特征表，再引入一致性向量比较特征表，实现系统的模式追踪。当模式追踪失败后，构建候选故障假设集，对每个候选故障设计基于差分进化算法的参数估计器，通过比较候选故障参数的平均适应函数值，定位同时发生的多个故障，实现制动机系统多故障实时在线检测，并通过Matlab仿真验证所提方法的有效性。 最后，结合武汉铁路局大功率检修基地CCBⅡ制动机多故障诊断测试系统实际工程项目，提出总体设计框架，并具体阐述了该测试系统的气路、硬件和软件三个主要方面的设计思路。实际应用证明，该测试系统能够快速、准确地检测并定位制动机系统中的多故障。 |
| 作者： | 宾睿 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 黄志武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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