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基于小波包能量熵的轨道波磨在线检测方法研究
| 论文题名： | 基于小波包能量熵的轨道波磨在线检测方法研究 |
| 关键词： | 轨道波浪形磨损;轴箱振动加速度;小波包分析;能量熵;时频变换;在线检测;城市轨道交通 |
| 摘要： | 轨道波浪形磨损是城市轨道交通较为常见及典型的轨道病害，它是轨道上出现波浪形周期性垂向变化的一种轨道几何尺寸失效形式。轨道波浪形磨损会引起列车的不良振动，对列车零部件的可靠性造成影响，并会降低乘客乘车的舒适性和安全性。本文将基于惯性基准法采集运营车辆轴箱振动信号，采用小波包能量熵的检测方法对采集信号进行分析诊断，实现轨道波磨故障的在线检测，并通过现场实验验证方法的正确性和工程的可实施性。 首先概述了轨道波磨在线检测基本原理，并建立轨道波磨简化模型及车辆集总化参数模型，随后对模型进行求解，讨论基于轴箱振动信号检测轨道波磨故障的理论可行性。 其次通过使用多体动力学仿真软件SIMPACK建立车辆轨道耦合动力学仿真模型，并介绍了轨道波磨故障设置方法，通过简单的仿真实验验证了所建模型的正确性以及进一步验证了轴箱振动信号可以体现轨道波磨故障。 然后研究基于小波包能量熵的轨道波磨在线检测方法。通过前期建立的SIMPACK仿真模型设定18组实验线路，对这18组实验线路的相应轴箱垂向振动信号分别进行分析计算，并将计算得到的小波包能量熵值大小和阈值进行比较，分析结果显示小波包能量熵值可以有效的检测轨道波磨故障;随后进一步选取5组故障线路进行了小波包时频图分析，分析结果表明小波包时频图能有效定位轨道波磨在时域上的故障位置并且能确定波磨故障波长范围。 最后设计一套轨道波磨在线检测系统。在某地铁公司某型车上进行现场实验搭建并采集相关轴箱振动信号。对实际现场采集的轴箱振动信号进行小波包能量熵分析，经现场勘查后发现实验分析结果基本与现场情况一致，实验结果验证了算法的正确性以及该检测系统的工程可实施性。 |
| 作者： | 黄文 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 高旭东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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