面向PHM技術應用的轉轍機數據采集系統(tǒng)構建與驗證.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注。特別是,轉轍機作為道岔控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構,其故障率呈現(xiàn)明顯上升趨勢,而傳統(tǒng)的預防維修和事后維修,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轍機進行狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷及狀態(tài)預測。
　　針對上述問題,本文提出了轉轍機故

2、障預測與健康管理技術(PHM)的總體架構,構建和驗證了轉轍機的功率數據采集系統(tǒng),并采用支持向量機(SVM)算法對現(xiàn)場試驗數據進行故障診斷,為轉轍機的維修維護決策提供技術支撐。主要研究內容為:
　　1、給出了S700K電動轉轍機功率數據采集原理。通過對S700K電動轉轍機進行故障機理和性能參數分析,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轉轍機故障診斷和故障預測的敏感信號

3、。
　　2、基于虛擬儀器的功率數據采集系統(tǒng)的構建和驗證。根據系統(tǒng)的設計要求,提出基于PXI和LabVIEW的數據采集系統(tǒng)整體框架,詳細論述其硬件系統(tǒng)的構建和軟件程序的設計。在實驗室內,該采集系統(tǒng)通過調試與仿真,將仿真數據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,采集轉轍機初始狀態(tài)和故障情況下的電壓、電流及轉速信號,實現(xiàn)了數據的在線監(jiān)測、顯示和存儲。
　　3、數據挖掘方法在轉轍機故

4、障診斷中的應用。依據電動機的轉速將功率曲線劃分為四個區(qū)間,提取各區(qū)間的數據特征用于故障診斷,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)算法對功率數據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,給出了轉轍機故障預測與健康管理技術(PHM)的原理樣機,包括故障機理分析、敏感參數分析、數據采集、特征提取、