面向PHM技術(shù)應(yīng)用的轉(zhuǎn)轍機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)建與驗證.pdf

1、在大都市中,軌道交通的快速發(fā)展為居民的日常生活和工作提供了極大的便利。與此同時,由道岔引起的行車延誤和安全問題日益凸顯,使其安全性和可靠性備受關(guān)注。特別是,轉(zhuǎn)轍機作為道岔控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu),其故障率呈現(xiàn)明顯上升趨勢,而傳統(tǒng)的預(yù)防維修和事后維修,耗費資源且效率不高,不能很好地滿足設(shè)備的維修保障需求。因此,為了提高軌道交通的運營效率和可靠性,需要有效地對道岔轉(zhuǎn)轍機進行狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷及狀態(tài)預(yù)測。
　　針對上述問題,本文提出了轉(zhuǎn)轍機故

2、障預(yù)測與健康管理技術(shù)(PHM)的總體架構(gòu),構(gòu)建和驗證了轉(zhuǎn)轍機的功率數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),并采用支持向量機(SVM)算法對現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)進行故障診斷,為轉(zhuǎn)轍機的維修維護決策提供技術(shù)支撐。主要研究內(nèi)容為:
　　1、給出了S700K電動轉(zhuǎn)轍機功率數(shù)據(jù)采集原理。通過對S700K電動轉(zhuǎn)轍機進行故障機理和性能參數(shù)分析,選擇采集電動機的三相工作電壓和三相工作電流信號,通過算法擬合得到功率曲線,并將該功率信號作為S700K轉(zhuǎn)轍機故障診斷和故障預(yù)測的敏感信號

3、。
　　2、基于虛擬儀器的功率數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)建和驗證。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求,提出基于PXI和LabVIEW的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)整體框架,詳細論述其硬件系統(tǒng)的構(gòu)建和軟件程序的設(shè)計。在實驗室內(nèi),該采集系統(tǒng)通過調(diào)試與仿真,將仿真數(shù)據(jù)與理論值進行對比分析,并修正誤差;在試驗現(xiàn)場,該采集系統(tǒng)通過故障注入的方式進行測試驗證,采集轉(zhuǎn)轍機初始狀態(tài)和故障情況下的電壓、電流及轉(zhuǎn)速信號,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測、顯示和存儲。
　　3、數(shù)據(jù)挖掘方法在轉(zhuǎn)轍機故

4、障診斷中的應(yīng)用。依據(jù)電動機的轉(zhuǎn)速將功率曲線劃分為四個區(qū)間,提取各區(qū)間的數(shù)據(jù)特征用于故障診斷,從而進一步提高診斷率。分別采用主成分分析法(PCA)和支持向量機(SVM)算法對功率數(shù)據(jù)進行特征提取和故障診斷,并計算其故障診斷率,驗證了功率采集方案的可行性和故障診斷的有效性。
　　綜上所述,本文基于視情維修為核心思想的PHM技術(shù),給出了轉(zhuǎn)轍機故障預(yù)測與健康管理技術(shù)(PHM)的原理樣機,包括故障機理分析、敏感參數(shù)分析、數(shù)據(jù)采集、特征提取、