基于分?jǐn)?shù)階傅立葉變換的高速列車監(jiān)測數(shù)據(jù)特征分析.pdf

1、盡管我國高速列車的各方面技術(shù)已經(jīng)處在世界前列，但是大環(huán)境下高速列車也面臨著巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。高速列車安全運(yùn)行的重大問題備受關(guān)注，因此對在長期服役過程中的列車安全性的預(yù)警以達(dá)到健康維護(hù)變得尤為重要。通常采用在高速列車各個(gè)重要位置安裝傳感器的方法，采集振動信號，以期能夠準(zhǔn)確快速評估高速列車服役性態(tài)。高速列車監(jiān)測數(shù)據(jù)的特征分析是評估高速列車服役性態(tài)的重要組成部分。本文主要對高速列車的七種工況和參數(shù)漸變工況以及單個(gè)減振器失效工況進(jìn)行了分析。

2、r>　　本文首先采用分?jǐn)?shù)階傅立葉變換方法對高速列車監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，因?yàn)榉謹(jǐn)?shù)階傅里葉變換是一種處理非平穩(wěn)信號的時(shí)頻分析方法。分?jǐn)?shù)階傅立葉變換方法將高速列車監(jiān)測數(shù)據(jù)從時(shí)域變換到頻域，得到分?jǐn)?shù)域三維圖，求不同階次下的最大值，形成最大值曲線，針對最大值曲線求取特征值，形成三維特征值。實(shí)驗(yàn)部分，將由分?jǐn)?shù)階傅里葉變換得到的特征作為支持向量機(jī)的輸入，對高速列車七種工況分類識別，得到了各個(gè)通道的識別率，這七種工況包括了四種單一工況（正常狀態(tài)、空氣彈簧

3、減振器全部失效、橫向減振器全部失效、抗蛇行減振器全部失效）和三種混合工況（空氣彈簧減振器全部失效+橫向減振器全部失效、空氣彈簧減振器全部失效+抗蛇行減振器全部失效、抗蛇行減振器全部失效+橫向減振器全部失效），從而歸納出對四種單一工況靈敏的通道。除此，還對參數(shù)漸變工況和單個(gè)減振器失效工況進(jìn)行了三維特征值仿真分析。
　　但是僅采用分?jǐn)?shù)階傅立葉變換的方法，找不到參數(shù)漸變工況的急劇退化點(diǎn)。針對這一缺點(diǎn)本文提出了一種基于分?jǐn)?shù)階傅立葉變換與圖

4、像處理分析相結(jié)合的高速列車安全狀態(tài)識別方法。同時(shí)改進(jìn)了關(guān)于圖像分割的全局最佳閾值算法。將高速列車監(jiān)測數(shù)據(jù)通過分?jǐn)?shù)階傅立葉變換到分?jǐn)?shù)域的三維圖，對其做底部投影并形成灰度圖來表示能量積聚性，隨后通過全局最佳閾值的算法對灰度圖做閾值分割突出其主要能量區(qū)，最后將各種工況的能量積聚性同原車進(jìn)行相似度計(jì)算。通過此方法有效判別分類了四種單一工況和三種混合工況。并提取出了參數(shù)漸變工況急劇蛻化的參數(shù)漸變范圍。
　　本文的研究內(nèi)容是國家自然科學(xué)基金重