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基于网络的混合动力动车组牵引变流器监控系统分析与实现
| 论文题名： | 基于网络的混合动力动车组牵引变流器监控系统分析与实现 |
| 关键词： | 混合动力动车组;牵引变流器;故障诊断;以太网通信;监控系统 |
| 摘要： | 动车组具有安全可靠、运行快捷等特点，是大密度旅客运载、缓解轨道交通压力的热门选择。牵引变流器作为车辆核心设备，在研制、调试、装车以及后期维护过程中对各个状态参数监控及其重要。本文以“十二五”国家科技支撑项目“混合动力动车组关键技术及典型样车研制”为依托，针对混合动力动车组结构特点和工作原理，分析设计并完成了基于网络的牵引变流器监控系统。监控系统在CAN总线、以太网通信的网络架构基础上可实现对牵引变流器的状态监测、参数测试、故障诊断等功能。 首先，简单介绍了混合动力动车组研制意义和网络拓扑，分析轨道交通监控技术现状和应用于混合动力动车组牵引变流器的监控系统的作用和意义。 其次，针对混合动力动车组牵引变流器特点，做出了监控系统需求分析，为满足现场调试需要，提出监控系统的性能要求。提出底层以DSP28335作为主处理器、上位机监控界面使用LabVIEW软件开发、总体功能基于网络通信的监控系统设计方案。 接着，详细介绍了CAN网络调度相关理论，通过分析截止期单调算法(DM)调度模型、总线负载率、实时性分析，给出CAN网络调度指标。分析牵引变流器内部各个节点消息特点，对节点消息进行可调度计算，搭建Matlab/Stateflow仿真模型验证CAN总线实时性，并通过实验验证DM调度算法的可行性。 然后，分析混合动力动车组牵引变流器故障诊断的意义及体系结构，介绍故障树分析法及基于二元决策图(BDD)算法的定性分析与定量分析，总结故障树分析法逻辑推理流程，并运用实例说明该诊断方法的应用过程，建立故障模型进行分析与计算，实现故障诊断功能。 最后，分析以太网TCP/IP协议四层模型，制定监控系统以太网通信协议，底层监控板编程实现UDP通信，上位机监控界面运用LabVIEW编程语言开发设计，并完成底层与上位机以太网通信调试工作。 综上，完成了基于网络的牵引变流器监控系统的开发与设计，通过CAN总线监测、LabVIEW上位机监控界面现场试验和故障诊断实验，验证了本文所设计的监控系统运行稳定，具有控制、监测与故障诊断相结合的特点，满足了混合动力动车组牵引变流器的监控需求。 |
| 作者： | 李淑英 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 邱瑞昌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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