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安全型继电器寿命预测方法的研究
| 论文题名： | 安全型继电器寿命预测方法的研究 |
| 关键词： | 铁路系统;继电器;寿命预测;失效状态 |
| 摘要： | 安全型继电器作为铁路系统中的一部分，具有非常重要的作用，其寿命值直接影响到整个铁路系统的安全、可靠的运行。目前，铁路的快速发展对继电器的质量和需求量有了更高的要求。只依靠定期的检修和更换继电器无法满足很多要求，不能及时查出故障继电器，无法延长需要定期更换的继电器的使用寿命。所以从经济、安全角度考虑都急需对安全型继电器的寿命预测方法展开研究，并能为完善继电器的修程修制提供支持。 目前，国内外没有针对安全型继电器寿命预测方法的研究，但可以借鉴航天及其他领域中对电磁继电器的相关研究方法。继电器的寿命有机械寿命和电寿命之分，一般电寿命值会比机械寿命值小很多，因此本文研究的寿命预测方法主要针对电寿命进行预测。对电寿命值的预测除了要有预测模型，还需要确定预测变量和它的失效阈值，但是不能所有情况都使用同一个标准。所以，需要对继电器的失效过程进行具体分析，依据失效机理进行分类讨论，得出不同失效种类的预测模型、预测变量及其失效阈值。 安全型继电器的失效状态主要由触点失效导致，本文通过对触点的失效过程特性变化展开分析，确定了由触点表面材料转移引起的三种失效形态。同时，针对触点的吸合过程和释放过程，介绍了触点的六个特性参数，特性参数包含了五个时间参数和接触电阻。基于主成分分析法，对多个特性参数进行定量分析，借助马氏距离判别法和特性参数主成分特征将18组触点分类成三种失效形态。利用Fisher判别准则研究不同失效形态触点的特性参数的特点，从中选出了符合各类失效形态变化特点的特性参数作为电寿命预测变量，并根据多个试验数据确定了各自的失效阈值。利用剔除法、移动平均法和小波去噪法处理各个预测变量，在此基础上建立了它们的多种曲线拟合模型及BP神经网络时间序列预测模型。利用MATLAB进行模型的预测仿真，得出了各自的拟合误差和预测结果，并通过预测值与已知的实际电寿命值的偏差计算出预测准确度。最后，综合分析仿真曲线的特点及预测准确度，从中确定适合各个失效形态预测变量的预测模型。本文仿真所使用的特性参数数据由沈阳铁路信号工厂电寿命试验系统平台提供。 |
| 作者： | 徐超凡 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 曹源 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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