（电力电子与电力传动专业论文）便携式电子柜测试系统的研究.pdf

西南受通大学硕士研究嫩学位论文第i l 页 a b s tr a c t t h e e q u i r e m e n tb e c o m e sh i g b e rf o rt h ee 王e e t r i e 王o e o 箍o t i v e 撰a i n t e n a n e et e e h n i c s8 n dm 8 i n t e n a n e ee q u i p 翌e n t ，w h i l et h e r a i l w a yr e v 0 1 u t i o nd e v e l o p sc o m p r e h e n s i v e l y t h et h e s i s d e s i g n sap o r t a b l ee l e c t r o n i cc o n t r o lc a b i n e tt e s ts y s t e mt o i m p r o v et h ec o n d i t i o nt h a tt h ev 0 1 u m eo ft e s te q u i p m e n tish u g e a n dt e s tm e t h o di s1 8 c ko f e f f i c i e n c y i tm a k e ss e n s eo f a d ￥a n e i n gt h ef l e x i b i 熏主专yo fe 王e e t r o n i ee o n t r o le 轾b 主珏e tt e s t 。 t h e r ei sn oe l e e t r o n i ee o n t r o 王e a b i n e ts i m u 王毪t i o nb o a r da n d t h ee l e c t r o n icc o n t r o lc a b i n e tc a n tb et a k e ns t a t ed i a g n o s e t h et h e s isr e s e a r c h e st h ed i a g n o s em e t h o do fe 1e c t r o n i c c o n t r 0 1c 8 b i n e ta n dt h es i m u l a t i o nm e t h o dw h ic ht h ee l e c t r o n i c c o n t r o l e a b i n e ti s 砰o r k i n go n t h et h e s i ss e l e c t st h eg r a y c o g n 箍乞e8 n 8 王y s i sb e e a u s ei tisb a s e do nt h et r e 秘d 七d o e s n t n e e dh u g e s a m p l e i tr e q u i r e s1 e s sd is t r i b u t i n gr u l e sa n d a r i t h m e t i c i tiss u i t 8 b l ef o rt h ep o r t a b l ee l e c t r o n icc o n t r 0 1 c a b i n e tt e s ts y s t e m t h et h e s i sa n a l y 8 e st h ec h a r a e t e r i s t i co fe l e c t r o n icc o n t r o l e a b i n e ta 珏dt | l e 糟o t o rb a s e do nt h e 糟o d e lo ft r a c t i o n 孺o t o r t h e ni ts e t su pt h em o d e 王f o rt 羹et r a c t i o nm o 专o r8 n dd e a l sw i t h t h ek e yp r o b l e i nt r a c t i o nm o t o rs i m u l a t i o n t h eo x d e r i m e n t s a s c e r t a i nt h es c h e m e e v e n t u a ll y ，i ts u m su pt h ep r o b l e m si n t h ee x p e r i m e n t sa n dg i v e st h er e s o l u t i o n t h ea u t h o ra ls o d e s i g n st h eh a r d w a r ef o rt h e静o r t a b l ee l e c t r o n i ec o n t r o l e a b i 秘e tt e s ts y s t e 氆， i nt h ee n d ，t h ea u t h o rc o 糯p a r e st h ee u r r e n t e m b e d d i n g e q u i p m e n t s t h et h e s is c o n s i d e r st h eu t i l i t va n dt h e s i m p l ic i t yo ft h ee q u i p m e n t t h e8 u t h o rt a k e so u tt h es c h e m e f o rs e le c t i o no fh a r d w a r ea n ds o f t w a r ea n dt h ec o r r e s d o n d e n c e b e t w e e np c i 0 4a n d移s p t h et h e s lsg i v e st h ef o r e c a s tf o r p o r t a b l ee l e e t r o n i ec o 珏t r o ic 8 b i n e tt e s ts v s t e 硪 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 il 页 k e yw o r d s ： e l e c t r o n icc o n t r 0 1c a b i n e t ： p u ls a t i n gc u r r e n t t r a c t i o nm o t o r ： d s p ：g r a yc o g n a t ea n a l y s is 西南交通大学硕士研究生学位论文 第5 页 时，。将瞬时下降，然后将按一定的上升率恢复，回升中若有空转则再次下降， 直到空转抑制。 ，。信号与电机反馈信号j 分别经反相后输至电流调节器，比较后的结果决 定了调节器输出大小。输出经经移相环节后形成直流控制电压u 。、u 。、u 。， 该电压经电压变换后与余弦同步电压比较，其交点决定了全控桥或半控桥的触 发角位置。 同时，j 。经比例变换后形成励磁电流给定值j 。，该值与预励磁给定值二者 取最大值得到j 。，。与励磁电流反馈信号j ，通过磁场跟随调节器比较后获 得移相电压u 。；，u 。经电压变换后得到u “tu 。与余弦同步电压比较，其交 点决定了励磁桥的触发角。 在调速过程中，先给预励磁，调节电枢电压，当电枢电压达到最大限制值 后，进入无级磁场削弱工况。预励磁的产生是由预励磁环节，经过磁场跟随调 节器1 2 ，最终产生励磁电流。当励磁电流达到3 2 a 时，电枢调节器开始工作。 此时全控桥先开满，然后开放半控桥，而他励绕组电流跟随电机电流成正比变 化。调压过程中磁场调节器被逻辑信号封锁，直到电机电压达到最大限制值u 。 时，机车进入磁场削弱工况，磁场调节器的封锁取消，进入无级磁场削弱工况。 此时，逻辑电路送一正信号至电枢调节器输入端，以维持电枢电压的最大值。 l ：牵引特性形成部分；2 ：制动特性形成部分；3 ：给定值积分器；4 ：粘着限制环节； 5 ：制动电流限制环节；6 ：轴重补偿环节；7 ：防空转防滑系统：8 ：电枢调节器：9 ： 励磁电流调节器；1 0 ：磁削限制调节器；1 1 ：最大励磁电流限制调= 竹器；1 2 ：励磁跟 随调h 器：1 3 ：最大电压调节器；1 4 ：摄人励磁电流调= 宵；1 5 ：磁场凋节器；1 6 ：调 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 牵引功率、牵引力的日益增大的发展趋势下，串励电机越来越暴露出单个轮轴 牵引力容易达到极限，受到粘着力利用系数的限制，容易产生轮轴空转，甚至 擦伤轮轨或者造成电机环火等重大故障的斡黧j 型尘蠢氆璺乞臻型型攀釜登震 奎髫擎j 甜p 妇雾霾渺v 捞托蚺融闲：钟【j 稀黼瞬朝瓣骈h 筲瀚孺j 操作要诲管颗；醐鞫弱脊管麓嚣逡冀象二懿验证采鲻基于密体熊身份骏涯方式。 细程嬲t i e a | 主o n 该方式帮助w 曲应用程净提供单独的登录用户标识和执行自己的凭据验 诫操作，农这种机制下，未经过身份验诞的用户被自动重新定向到登蒙页面。 翔户登记搬号、口令，应用程廖会验证掇交的凭攥，验证邋避蓐系统燕毅定 向到该用户先前所请求静实际滏源，否则，用户的访闯请求被拒绝。程本系 统中，用户的信息存储在专门的用户数据库中，用户可以注册、修改用户信 熙。 露户鞠令作为翔新用户合法往酶耋簧元素，箕蓬要健不富而喻，以纯文 本形式存储用户口令可能造成严重的安众漏洞，因此本系统中用户的阴令通 避加密方式存放在数据库。 a s p 髑疆中提供了热密静功能，在名字空闻s y s l e m 。豫b s 黜r i i y 中包含 了类f o n n s a m t h c n t i c a t i o n ，h 鹪h p 硒s w o r d f 0 幅t o r i n 甜n c o n f i g f i l e 方法可以将用 户提供的字符变成磊l 码。具体的加密函数耍曩下： u s i n gs y 或e m 。w 秘s 潮菇移；弓l 入名字空闯 p u b l i cs 砸ge l l 饼y p t p a s s w 娜t i i l l gp a 8 s w o r d ，s t r i n gp a s s w o 棚f o n n a l ) 主f0 8 s 刚饼敷。穗a 墙= = ”s 重a l | ) e n c r y p t p a s s w o 砖 = 秘瑚幽氇e 糕| i 幽。挂豁h p a 躺v 积酾撂沁漱g 抽c 。磷麟妁a s 蝌。蝇 ”s l i a l ”) ； 霹s e i fq a s s w o 斑酗蕊a t = = ”轰靛) 5 ”) 涞5”) 疆南交邋丈学硕士研究生学位论文第6 5 疆 酝嗽弹l p a s 洲 = f 0 麟s i c a t i o n 陆蝴a s s w o 确b r s t o r i n 咖c o 施萨i l e o a s s w o r d ， ”m d 5 ”) ； e l s e e n c r y p t p a s s w o r d = ”； 2 、系统日志：对登录用户的数据库操作进行记录，包括操作时间、婵媳 泣镣等，激挟瑟惹豢看。 5 4 3 应黉程淳级 保证应用程序驰安全包括编霉安全煞代璐，盎予w 。b 应照程廖霪毒夔嚣 点，越来耱多的暴辩了应用级剐安惫问题并产生严麓的后聚。为了提高应用 程序的安全性能，在编写代码时候，代码必须只公孵客户端代码所需要的傣 患帮功戆。 1 、使用正则表达式 当采用采基辨部源豹连接字簿帛售塞，l 蓬过搜羯定豹验证手段，臻诞 构造连接字符串的德不会含有会更改连接行为的附加连接字符串参数。可以 采用t 使用正则液达式，保证输入与特定的格式甄配。舰f f a 粥e w o 矗提 供了r e g e x 对象，黻疆嚣羲魑表达滚来验诞值。倒如，戮下代码孀予确保德 为5 个字符的字母譬符串。 f f 撼麟破提供熬r e g 尊x ，凝豢歪剿表透式亲验证篷。翔 p u b l i cb o o l i d a t e ( s 幽g 却u t u e ) r 锷e x 袖e r e g e x = n e wr e g c x ”“o z a * 躺- 羽 舄$ ”) 谣南交遴夭拳硕士袋突生学僚论文繁 2 页 电子檄输入的信号中还有4 路速度脉冲信号，具体参数怒：占空比5 0 的 方渡，裹魄平大手i o ￥，低魄平，l 、手2 v ，1 0 0 鼢l ，矗对应瓣毒l 摹基稼狰菝率是 1 4 1 4 舷。 表2 2电子柜输出信号 穰弩名称爨数类塑溪篷藏嚣 众控桥触发脉冲列 4 2 脉冲 0 ，2 4 v 带控桥触发脉i 申列 2 2 脉冲 o ，2 4 v 瀚磁桥触发脉冲剜 2 2 脉冲 o ，2 4 v p f c 触发脉冲列 2 2 脉冲 o ，2 4 v 魄凝电滚曼示 6d c o l o v 电机电压照示 2d co 7 5 v 励磁电流崴示 2d co 1 0 v 麓磁l 童滚 2 牙关量0 ，i l 甜 电子柜准备好 1 开关量 o ，1 1 0 v p 故障4 开关量 o ，1 1 0 v 数沙 l 汗关量 o ，l l o v 次边短路 l 开关量 0 ，1 1 0 v p f c 故障 4 舜关量 o ，l l o v 空转 l 开关量o ，l l o v 欠压1 开关量 0 ，1 1 0 v p 粥电压传感器毫滋( 1 4 0 i 、1 4 秘、 哇2 4 v 1 4 0 k 、1 4 1 ) p f c 电压传感器电源( 1 6 0 i 、1 6 0 j 、 4d c一2 4 v j 6 镄、1 6 0 1 ) 槊一电流大于3 0 a 1 开关量 o ，1 1 0 v 架二电流大予3 0 a l 开关量 o ，1 1 0 v 表2 2 中触发稼渖残为蓄稼狰为4 0 群s 其余为2 0 群8 ，长度为2 0 虢s 。 电子椹除上方的六个对外逡接航空插座外，电子柜插件板上还有糟干测试 孔，可以对电子柜蛉关键参数遴晕亍溅取，妇于数量众多，在她不一一赘述。 嚣南交滋大学硕士麓究生掌佼论文 繁 3 贾 2 。4 系统的总体绩梅 2 。4 。l 目前电子糕测试装置的不足 通过对现有的电子柜测试装置的分析研究发现，目前电子柜测试靛置主要 露以下三令方覆豹不足： 1 、没有一个独立的对电子柜外部运行环境进行模拟的平台 目前对电子柜的测试工作燕要是对电子柜的本身性能的测试，而没有对电 予柜在囊实运孬繇凌下荻淫繁控割毪戆熬溅试，遮差要是囡海没毒舍逶鹣电子 糨的负载，这个负载燕要是对举引电机的模拟。由于无法对牵引电机的模拟， 豳此目前对电子柜测试基本上都是采用机车速度信号的外部人工给定，或是给 窥一条溅试馥线来遂符电子程豹测试，鞭魏无法溯试密电予柜在真实运行环境 下的工作情况。 2 、不能对嘏予柜的状态进行诊断 鏊嚣辩奄予柜鹃检测主要采用豹是簸豫诊断静方法，稀敝漳诊断由于只能 判断电子桅是否故障，而无法判断出当前电子柜的状态，即魑否状态完企良好， 鼠医为电予元件都存在有容差，露无法慰放障阀馕傲一个明确戆赛定。因此， 无法诊断爨即将出现的敌簿，帮只裁对谶发生故障进行判断，而无法诊断出故 障隐患。 3 、捡测装爨体积庞大，检修秀戏苓灵滔 由于酱前电子柜梭测装置帮采用的怒工控机，工控机虽然有工作稳定，计 算能力强的优点，但怒对于现场实际工作来说，并不需要太簸杂的测试功能和 太复杂戆溅试赛垂，露哭震戆确定电子嘏豹坟态是否歪索黪褥，絮采嘏子疆煎 于故障状态或是接近于故障状态，则可以将其采集下的故障溅是接近于故障的 设备的数据交由地面上技术人员利用相关设备进行分析。 2 4 2 系统的功能结构 本系统力求结构简单，测试方法简便， 很多，因此本系统的功能结构只有两部分， 作为便携式的设计，功能不必要求 即电子框状念诊断部分和对电子柜 器鸯交遴必学硕士耢究生学锭论文繁 4 页 外部运行环境的模拟部分。 i 、逮子枢戆凌悫诊聚帮分 对于传统的对电予柜状态的划分有两种，即正常状态和故障状态，但是随 着现代科学技术的发展，这两种状态的划分已远远不能满足铁路发展的要求， 瑗在天餐不毽关心电予框楚不怒正常豹，还关心这耱正常获态是不是完全正常 的，因此本文提出了一种介于磁常状态和敝障状态之间的中间状态，即非正常 状态( 临爨故障状态) 。这种对呶予柜状态豹细分，蠢利于枫务段检修人员更好 鹃了解电子框豹往戆，对于一藏处于菲菠常状态酌瞧子柜通道分析查找原因， 使一些危及电子柜安念运行的隐型故障消灭在萌芽状态。 由于本系统是采罔蠖携佬方寨，困臧，对于状态诊凝静方法力求麓单，减 小计算量，便于工程上应用。 2 、对电子檄外部运行环境的模拟 透过对瞧予枢乡 掷运行巧境瓣模掇，蕤够使毫予挺歪攀王终起寒，方蠖对 电子框进行性能测试。为了弥补目前电子柜测试中，牵引电机的速度信号不能 动态反馈的缺陷，本系统在此部分对牵引电机进行了模拟，使之能动态地输出 惫躯黾滚售譬窝攫车速发售号，扶瑟霹戳较囊实遗菠浚了电子柜真实工季挈特经。 本部分具有一定的独立性和兼容性，即本部分可以单独娥作为电予柜的模 拟负载，也娜以作为其他测试环境的电机负载；兼容性表现农对本部分的入口 擎黧参数耩终擎竣，本部分裁瑶叛逶蘧予箕链摹登，这群再黻大大挺麓本部分 的应用面。 由于本系统的功能简单，因此，本系统具有擞俸简单，携带方便的优点， 缀逶含现场实际壶磊。溃足疆场实际痊或褥要，是本系统功熊设计蘸密笈点。 2 4 3 系统总体设计方案 通过上丽对现有的电子柜测试装置不足之处的分析，本文立足于现场实际 豹需求，将耢究载重嶷放在黯彀予藿实舔运行环麓鹃模羧窝瓣窀子柜鹣获悉诊 断和趋势预洌4 方法上，并提出一种实现便携化的架构。本文的总体方案如下： l 、对电子掇外部运行环境模拟的硬件选撵 当前d 技术蓬勃发展，箕茯速豹遥雾功蘸和事富的肉部资源完全能够满 足本文力图构建一个独立的对电予柜外部运行环境的模拟平台的想法，本文对 电予柜外部避行环境的模掇的磺传选择7 罩l 公司的_ j 窭要用于工姓控铡镁域方嚣 霹南变通大学硕士研究溅学位论文第15 页 的2 0 0 0 系列芯片。 2 、电子柜状态诊断方法的选择 瓣蘸对毫子桓豹状态诊凝，主要采焉懿怒阕蓬粼叛，喹予惫予器终本赛存 在容熬，显有些参鼗受滚度影响交纯大，鬻魏电子器俘游篷熬蕊潮缀难镄定， 这就赢接导致了很难界慰电子柜的状态，更光法对电子柜的状态进行预测。 考虑到电子柜能够采焦的故障信息有限，备功能单元的关键参数的变化趋 势不服从典型的分布规律的特点，本文利用灰必联分析的需要样本数据少，计 算量小，不需要典型分布灏能够对空间两条惑线静关联程度进行计嚣浆特点来 对奄予辍夔凌态透露诊瑟。 ， 主簧实现方法为在搽建好电子框正常运彳予掰嚣豹羚部运行环境模羧平台的 基础上，利用电子柜各部分的函数关系，建藏电子柜状态的参考序列，利用灰 关联技术计算测取到的比较序列与参考序列之间的关联度，并以此为根据确定 当前电予柜的状态。本文打破以往在电子柜的测试中只将其定义为两种状态( 即 正常秘敬障) 鳇簧统，以狡关联度为标准来界定电子柜斡正常状态、裴正誉状 态秘款簿获态。 3 、童嘏路的模拙方案 为宛成机车电子柜按机性能测试，必须对所测试车型机车主电路进行模拟， 以获取相应的整机测试数据，从而判断整机性能的好坏，机车主电路模拟可以 采用硬件法和软件法两种方式，硬件法存在通用性差( 只能用于舆体车型) 、实 现方姣上霆难( 嚣要模拟瓤车不囊工况) 、黪确度较甄、参数调熬臻爆等薅蘧； 较彳孛法剃可瑷通过编毒l 穰寂静程序来模越瓿牵主毫踌在不懑工况下工作特牲， 根据输入的脉冲触发信号、车重信息，路况信息计算出相应的熬流电压、电机 电流、励磁电流反馈信号，以完成电子柜在真实运行环境下工作性能的测试。 4 、便携式电子柜测试系统软硬件平台的选择 为了缝小体积、减轻鬟爨，本文改变目前x 重电子柜测量大多采爆互控枫的方 法，鼹警蓦摹滚嚣豹嵌入袋竣备终为零系统貔疆传平台，委降氮开发难度，零 文选繇了基于p 1 0 4 总线靛粳块计算辊骰为使携式电子柜测试系统豹硬件平台， 基于p c i 0 4 总线的模块计算机具有比单片机和d s p 强大的功能，假又比a r m 平 台开发容易，且稳定性较高，适于作工业现场墩用。考虑到在现场实际应用尤 其是上率测试不需要太复杂的系统界面，因此本文的软件平台选撵为微软公司 开发的鞋i n e e 操作系统帮与之配套的e v e 开发较饽。 器瘩交遴失学矮圭磷究生学缘论文蘩 6 燹 第3 章电子柜状态诊断方法的研究 长鬟激来，对设备懿诊鞭一般分为瓣令狡态，舔正常状态秘故障狡态，本 文作者尝试确定一种状态诊断的方法，将待诊断系统区分为暇常状态、非正常 状态和故障状态，i 塞榉可以对些早期赦障进行诊断_ 稆提醒捡修人员，以期将 隐垄故障消灭在萌芽状态。商辩，由于零文采用静诊断是蓦予系统角度考虑的， 阂此，可以在电子柜不解体，利用本文搭建的电予柜外部运行模拟平台，通过 魄子柜上端6 个航空攘壅和攒牛叛上的几个溅试孔，即可进符状态诊叛。诊叛方 法简单，溯试量少，携带方便，可以节省大量的入力、物力和财力。 3 。 状态渗豢 状态诊断的s 的”】： l 、麓及对溉、正确滚对各静髯常获态或敏障获态徽崮诊断，预防或清除敲障， 对设备的运行作必要的指导，提高设备遥行的可靠性、安全憔和有效蚀，以期 搬放障损失降到最低点。 2 、保证设番发挥最大的设计能力。制定合理的检测维修制度，以便在允许的条 件下充分挖掘设备潜力，延长服役期限和使用寿命，降低设备全寿命周期费用。 3 、透过检禊l 监视、状态势板、遗势预测等，隽设蘩续掏改造、优毯设计、合理 制造及生产过程提供数据和信息。 3 1 1 系统状态诊叛瓣 按照德困的p m f r a n k 教授的观点，现有的备种故障诊断方法w 分为基 予动态数学模壅蠡奄方法、基于镲号筵瑾静方法和鏊予知识豹方法潮。 1 、基于动态数学模型的方法 该类方法发展最晕也最为深入，它需要建立被诊断对象的精确数学模型， 傀点是充分秘瘸了系统内部的漯层知识，辩j 于系统晌故障诊断，该类方法可分为 参数估计方法、状态估计方法和等价空间方法。3 。其中基于观测器的状态估计法 塑簦堡窒塑蓬墨笠终整l 多数铸计法得到舱残差毯食在理测器方法褥翻敷残差 西南交通大学颂士研究生学假论文第17 龋 中，二者在本质上嫠曩补的“。 ( 1 ) 参数估计法。当故障由参数的盥罄变化来描述时，可以利用已有的参数估计 方法来捡溅簸簿信患，鬏豢参数麓镭褚篷与正鬻蹙之闯戆镶差谤琵来羚鬻系统 的故障情况。基本思想是于巴理论建模和参数辨识结合起来。参数估计法不需计 算戮差t 搴列，对模擞菝羧糕度苓强，裴实懿跟踪参数交识，豆逶予多耱教辩诊 断，它是一种闭环结构的故障诊断系统，在设计时必须考虑蕻稳定蚀和收敛性， 其缺点是对# 线性秘对变系绫的诊噘较困难。 ( 2 ) 状态估计诊断法。被控过程的状态直接反映系统运行，通过估计系统状态， 并缡合适当模型则w 进行故障诊断。首先重构被控过程状态，并构造残差序列， 残蓑序列中包含各释故障信怠，通过构造遗当的模挺并采粥统计检验法，才能 把敞障从中检测出来，并作进一步分离、估计及决策。相对而言，自适应观测 器粒来躲输入蕊浏瓣洼透予在线实辩诊薮，其番转链、准确往和黪法收敛馁较 好，但对对象模型簧求较精确。 2 、簇予痿号处理戆方法 基于信母处理的方法也鼹理论研究的熟点之一。它回避了建模的难点，般 对线性和非线性系统郄是适用鲍。 ( 1 ) 主元分析方法 主元分析( p c a ) 是一种礴效的数据压缩和信息掇取方法，该方法可以实现在 线实对诊断，一般邋含于大爱豹、缓变豹稳态工业过程的蕊控“3 ”糟于故障诊 断的摹本思想是：对过程的历史数据采用主元分析方法建立正常情况下的奎元 模鼙，一量嶷溅信号与主元模型发囊狰突，就虿羯辑有敲簿发生，遥过数攒分 析可分离出故障。它对数据巾含有大量相关冗余信息时故障的检测与分离非常 套效，璺还霹俸为蘩号数鬏处理方浚建于教瘴特征鬃戆提取。簧统瓣踅a 溱是 一种线性变换方法，主要适用于二维数据矩阵，随着过程的复杂化和动态变量 维数的增加，其系数选取的濮度也加大，这懿可结合小波分攒“”、毒枣经元网络“6 1 等方法弥补箕不足，因此p c a 法仍怒一个快速发展的诊断方法。 ( 2 ) 小波变换方法 ，j 、波交羧是一耱对频分帮亍方法，其有多分辨分析豹特僚，菲常适合菲平稳 信号的奇异性分析。故障诊断时，附信号进行小波变换，在变换后的信号中去 除玉予赣入交往弓| 越戆鸯舅点，剩下静奇舅点群为系统发奎的故障悫。基予小 波变换的方法可区分信号的突变和噪声，故障检测灵敏准确，克服噪声能力强， 在线救障检测实黩瞧好，毽褒大尺浚下会产生霹阕熊迟“”，虽不怒夺渡基戆选 西南交通大学硕士研究生学 立论文第1 8 页 取对诊断结果影响较大。该方法蘧蓿夸波璐论研究的深入丽发展较侠，目前多 集中于应用性研究“目“。近年来，将小波分析与模糊理论、神经网络结合，提 出了模糊夺波。1 帮小波网络4 ”等技术莠曩予l 线栏系统赦漳诊瑟中。 ( 3 ) 利用6 算子的方法 文。8 分缨了基予6 舅子擒逵逡l b e r t 空阙孛熬簸奎二豢燕交投影两量集，雄 导出完整的格形滤波器作为故障检测滤波器，用6 簿子描述的后向预测误熬向 量的首位元素作为残差，势采用鑫逡应噪声抵演技术使残蓑仅对故障敏感。该 方法可在线实时检测，具有晨敏废离、计冀量小、抗嗓能力强等优点。但其无 限宽数据窗使故障储息难以消除。文啪1 利用有限宽滑动数攒窑代替无限宽数据 窗t 并采羽 秘一纯游动窑西协方差格形滤波器算法，有效地消除了上述缺麓， 由此构造的故障检测器适用于突变及缓变故障信号的检测。 ( 4 ) 零l 震孙i l b a c 羟穰意凑羹辇捡溪放淹嘲 k u l l b a c k 信息准则能够度量系统的变化，在不存在末建模动态时将其与阀 篷魄较可有效避检测竣障。港系绞菇在泰建模葫态潜，可罄宠震基予g o 。积i n 的随机嵌入方法把来建模动态特性当作软界估计，利用遗传算法和梯度方漱辨 识参数和软器，然鼹在准则中弓l 入一个赣攒标译馀浓建模动态特瞧，台理设计 阕德可实现故障诊断。该方法尚不黼在线榆测。 3 、赫于知识的方法 藻于翔识鲍方法无需系统的定爨数学模穗，充分稠豫了专家诊断知识和诊断 对象的信息，特别适合于非线性系统和复杂的大型撩统。该方法的内容最为丰 蜜，瞧最有燕鑫力。 ( 1 ) 基于专家系统的故障诊断方法。专家系统是人工智能领域中最活跃的一个 分支，它已广泛圭l 塾藤雳子过程整控祭统。宅不镀赣予系统翡数学模整，瑟蹩戳 人们长期的实践经骢和大量的故障线性知识，设计出一套智能计算机程序，以 此来鳃决复杂系统的故蹲诊断阀题“”。 ( 2 ) 基予神经网络的故障诊断方法。由于它具有处溅复杂多模式及进行联想、 推测和记忆功能，像非常遥念于故障诊断系统。它舆有自组织学习自力，熊克 赧传统专家系统当启发式魏翼i j 未考虑拜于无法工作的缺陷。 ( 3 ) 撼于模糊推理的渗断方法。”。由于故障征兆是界限不分明的模糊集合，用 簧绞麓二篷逻辑方法骧箍不会逶，冒选焉确定隶属溺数，黧辍应豹澈藏度泉嵇 述这魑症状存在的倾向性。模糊诊断方法就是通过浆些症状的隶属度来求出各 转故障原霆戆隶属度，鞋表髹鑫故障存在黟顿彝牲。在羧簿诊薮孛，模凝诊颛 西南交通大学硕士研究缴学位论文第1 9 页 矩阵的构造需要以大量现场实际运行数据为溅础，其精度的高低赢接取决于所 依据的聪颡4 数据的准确蚀及丰富程度。 3 1 0 毫路状态诊断 在电路中，故障状态擞要是元件参数变化、开路、短路、元件损坏等。故 障特性表现为理想输出与窳际输出相比发生黛化。表现在响应的快慢、幅值、 频率期相位等多方面。 l 、数辫字粪法：效簿字爨法营舞鬟取毫爨焱餐耱竣瘴装态下熬壤隆戆薤，然惹 将特挺与故障静一一对藏必系歹| j 成字典。藏辩字典法分为直流放簿字典法、频 域散障字典法、时域故障譬典法 ( 1 ) 直流故障字典法。赢流故障字典法是利用电路的直流响应作为故障特性 建立故障字典。其优点是埘用于线性和非线慷电路的硬故障诊断，最具实甩价 毽。 2 ) 颓域字典法。频域学典法是裁溺输入疆弦绩号靖箍络瓣裰簇将魏或稳颏 特穗为故障特性建立故障字典。其优点是对敏感于信号频率的凭件具有诊断 能力、测试节点少，但是一般只适用于线性电路。从仿真角度，频域字典法的 仿真计簿爨比直流字典法火，精度则不如直流字典法。 ( 3 ) 时域字典法。时域守典法利用电路的时域响应俸为故障特髓建立故障字 典，其烹要骞准嗓声售譬法帮互耱慧号法。嘏鞣声信号法菝瑶溺镶难曝声售号 为激瓣僚号，班毫路审豹渖蠢璃应为教障特筑建立字典；互补傣麓法敬具有分 段幅度为常数的辅助信号为激励，它开始将被测电路激励到一定的初始状态， 然后猩有限时间内使之转瓷为零状态，由于飘补信号的每段数值怒被测电路极 点的函数，而极点又是电路参数的函数。因此飘补信号可以构成故障特征，用 以故障隔离。它戬电路程不阉状态下测试信号的酚跌幅度和晌盛跨零位置的变 诬蔑被稼特餐建立教簿字魏。其鲛熹是委圣 冀褫镑龚霆潞，对激瓣信譬发生嚣 和嫡疲测试仪要求较高。 知予电路中尤其模拟氓略中元件的故障务数是连续量，测量榴廒数据引入 误差怒不可避免的，且各元件都不可避免的存谯窑差，因此用字飙法即使作硬 故障的诊断，其效果也不如数字电路的字典诊断法。一般来说，字欺法只能解 决单数糍诊嫒，在实际应煺时尼乎不蘑熊实瑗辩多效障赫诊鼗。 2 、赦辫参数谈鬟法：蔽障参数识剐法根据电鼹瓣络中的拓羚关塞，输入激聚帮 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 0 页 输出响应，识别出网络中所有参数( 或参数偏离标称值的偏差) ，最后依据每个 参数的允许容差范围以决定网络中的故障元件。参数识别技术要求被测电路有 较多的可及节点，这种方法也被称为元件值可解性问题。一个电路是否可解与 该电路的拓扑结构和节点数有关。 3 、网络分解法：网络分解法的基本思想是将大规模电路在可及节点处分解成子 电路汹“，再用自测试条件和互测试条件对这些子电路进行测试，并引入逻辑 函数对各次不同测试条件的检测结果进行分析，以判断子电路有无故障。然后， 将有故障的子电路或不能肯定有无故障的子电路分成更小的子电路，熏复进行 上述的检测和逻辑分析，直至诊断出更小的故障子电路为止。至此完成了第一 级故障诊断，即诊断出各故障子电路。对于元件级的故障诊断，可采用内部子 测试条件进行检测，以确定故障区域。故障区域所含元件不多，就能用各种故 障验证法或故障诊断方法确定故障元件。 4 、故障隔离法：故障隔离法的基本思想是预先猜测电路中故障所在，然后根据 所测数据去验证这种猜测是否正确，如果二者吻合，则认为猜测正确，定位故 障结束。当电路中总的故障种类较多，各种故障的组合数较大时，这种“猜测” 的次数是非常大的，对每次猜测的测试证实工作量也必然更大。为减少工作量， 同时考虑到模拟电路容差问题，常采用网络撕裂法( 也称电路切割法) ，它是网 络分块法的一种。它是将大的电路网络撕裂为若干子网络，诊断是先将故障定 位到子网络，再由子网络定位到更小的子网络，直到寻找到故障的最小区域， 采用这种分级诊断方法可以提高诊断效率。 3 2 灰色分析咖脚1 口幻 灰色分析全名为灰色系统理论分析( g r e ys y s t e mt h e o r y ) ，是由中国邓聚 龙教授于1 9 8 2 年在国际经济学会议上提出，是控制论的观点和方法的延拓。它 从系统的角度出发，按某种逻辑推理和理性认识来研究信息间的关系。例如， 一台运行的设备实际上就是一个复杂的灰色系统，这个系统有的信息清楚，有 的信息知之不准或不可能知道”。该理论主要是针对系统模型之不明确性，信息 之不完整性之下，进行关于系统的关联分析( r e l a t i o n a la n a l y s i s ) 、模型建 构( c o n s t r u c t i n gam o d e l ) 、借由预测( p r e d i c t i o n ) 及决策( d e c i s i o n ) 之 方法柬探讨及了解系统。 1 、灰色系统 嚣南交遴穴掌殒磷突生学穗论文繁2 页 部分信息已知，部分信息朱知的系统，称为灰色系统。控制论中生要以颜 怨会名，零叛颜色之深浅表示臻究者对内部售惑( i n f 。r 嚣l 鑫t i o n ) 弱对系统本麦 的了解及认识程度之多寡，