基于RBFNN的接觸網系統(tǒng)可靠性設計方法研究.pdf

1、本文結合鐵道部科技項目，采用人工智能技術、可靠性工程方法、概率論與數理統(tǒng)計、隨機過程等多學科相結合的方法，以寶成線等主要干線為試驗基地，對接觸網主要失效模式和系統(tǒng)的可靠性進行理論分析及應用研究，并采用VISUALBASIC6.0和MATLAB編寫了一套接觸網可靠性分析軟件。 概率分布的確定是可靠性分析的前提，本文利用RBF神經網絡自組織、自適應和很好的容錯能力等特性建立了接觸網可靠性分析中概率分布的智能識別系統(tǒng)，通過仿真實驗，它

2、的總識別率達到93.75﹪，并對接觸網定位裝置故障(維修)時間進行了概率分布的識別，識別的結果為指數分布，通過回歸分析得到進一步的驗證，為建立接觸網系統(tǒng)可靠性分析的馬爾可夫模型提供了依據。 針對接觸線．受電弓滑板這對特殊磨擦副的磨耗特性難以確定的問題，論文首次采用改進了算法的徑向基神經網絡RBFNN，模擬得到磨耗特性的非線性關系式，用此關系式來分析磨耗率隨著外界因素的變化規(guī)律，由于改進了算法的RBFNN具有很強的函數逼近能力，可

3、以任意精確地逼近連續(xù)函數，因此通過網絡輸出數據和實驗數據的對比，獲得了很高的精度。并且利用RBF模擬得到的磨耗率與可靠性理論相結合，建立了接觸線磨損可靠性分析的數學模型，基于數理統(tǒng)計的原理，定量地對不同型號的接觸線的磨損可靠性進行了評價和預測，并提出了減少磨損的措施，為接觸線的磨損可靠性研究和設計提供了新的方法和理論依據。 論文利用RBF神經網絡確定了接觸線在不同非對稱應力幅下疲勞極限，并根據接觸懸掛系統(tǒng)中接觸線的振動方程，推導

4、出了接觸線在抬升力作用下的應力大小，在此基礎上，應用數理統(tǒng)計的方法和原理提出了接觸線疲勞可靠性分析和疲勞可靠性優(yōu)化設計的方法，對影響接觸線疲勞失效的各種因素進行了評價與分析。 將有限元數值分析(FEM)、RBF網絡(RBFNN)和隨機模擬法(MonteCarlo)有機結合，提出了接觸懸掛各連接部件可靠性分析和設計的RBFNN-MC方法。在有限次有限元數值分析的基礎上，充分利用RBF神經網絡高度的非線性映射能力和泛化能力，逼近部件

5、隨機參數與響應之間的映射關系，由于RBF神經網絡可以任意精確地逼近任意連續(xù)函數，因此在理論上有效解決了中心矩法存在的精度問題，并且此方法不受隨機變量分布形式和極限狀態(tài)方程非線性的限制，可以獲得較高的計算精度。把接觸線線夾和套管雙耳這個失效頻率很高的連接部件作為算例，對比了中心矩法和RBFNN-MC法的計算結果，并就外界因素對線夾和套管雙耳的可靠性影響進行了分析，得出了很多有助于提高可靠性的結論。 論文在故障跟蹤試驗的基礎上，建立