發(fā)布時(shí)間：2020-12-11 15:53

　　隨著高鐵技術(shù)的發(fā)展,鋼軌故障診斷技術(shù)變得越來越重要。本文研究了鋼軌故障診斷的方法,提出了一種故障診斷的數(shù)學(xué)模型,針對(duì)鋼軌振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行特征向量提取。根據(jù)信號(hào)的固有特征,將故障狀態(tài)下的鋼軌信號(hào)特征向量與健康狀態(tài)下的特征向量進(jìn)行比對(duì),可以明顯的觀測(cè)出鋼軌故障。在正弦模型中,首先將鋼軌振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理,運(yùn)用時(shí)域同步平均法去掉低頻噪聲,保證信號(hào)趨勢(shì)的平滑,然后運(yùn)用傅里葉三角展開式對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行展開,根據(jù)展開式和實(shí)際鋼軌信號(hào)特征對(duì)信號(hào)進(jìn)行正弦模型化處理,隨后使用最小二乘帶狀學(xué)習(xí)法對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整,對(duì)其中展開式的正弦因子進(jìn)行正則化處理,保證所得特征向量的準(zhǔn)確度,最后,使用擬合誤差最小化得出幅度和相位的特征向量,再將相位和幅度的特征向量因子還原至振動(dòng)信號(hào)的每一階的幅度和相位。同時(shí),也將由于故障造成的脈沖振動(dòng)信號(hào)也提取出來,對(duì)故障的程度進(jìn)行預(yù)測(cè)。通過大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),測(cè)量不同類型的鋼軌故障,該正弦模型的效果良好,并且準(zhǔn)確度高,對(duì)鋼軌的安全檢測(cè)具有重大的意義。 

【文章來源】：遼寧大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２：?（ａ）?ＲＴ－００１的幅度調(diào)制和（ｂ）?ＲＴ－００１的相位調(diào)制

?｜?ｉｌ?！?｜?；ｌ?｜?｜｜?ａ?ｌｉ?ｉ｜?�。�??ｎ｜ｒ＞?０－５－；，?１１?ｉ１?Ｉ?，：ｉ?；＇ｉ?��；ｌ?：，?．?；�。�?；，ｌ?！?ｉ｜?ｉ??Ｉ?：：＇１：?乂：?：??ｉ?１?１?ｒｎｌｎ?ｎ?ｉ??會(huì)－葉?ｆ?Ｕ?Ｉｆ?Ｉ?｜??ｋ?１??輕????■１?５?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ???０?０．２?０．４?０．６?０．８?１?１．２?１．４?１．６?１．８?２??時(shí)間?ｘ１ｔ＞＇３??圖３（ａ）ＲＴ－００９的振動(dòng)信號(hào)．（ｂ）ＲＴ－００９的擬合信號(hào)圖??從上圖３中可以看出，上述的振動(dòng)信號(hào)圖ａ為故障狀態(tài)下測(cè)試出原始鋼軌振動(dòng)??信號(hào)通過時(shí)域平均法所得出振動(dòng)信號(hào)，即是等周期后的平均故障信號(hào)＾另一幅??３０??

?第４章實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析???第４章實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析??４．１實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)??結(jié)合前兩章，本文對(duì)健康狀態(tài)下和故障狀態(tài)下的鋼軌振動(dòng)信號(hào)建立了相應(yīng)??的模型，通過數(shù)據(jù)仿真調(diào)試，驗(yàn)證了該振動(dòng)模型的準(zhǔn)確性，同時(shí)通過對(duì)模型中??提取的特征量，發(fā)現(xiàn)越高階次的特征向量所反映出故障信息越明顯，因此為了??進(jìn)一步驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性和故障診斷的效果，結(jié)下來搭建一系列實(shí)驗(yàn)步驟，如??下圖所示。??信號(hào)發(fā)生單元?信號(hào)采集單元?信號(hào)處理單元??Ｉ………ｉｉ???！?Ｉ?ＩＩ?］??Ｉ?激勵(lì)源?Ｉ?ｉ?Ｕ??ＩＴｉｌｌｉｌｌｌｌｌｌｌｌｌｌＢｌ??１＾１＂?ＩＩ?＂＂ＩＩ＂?ＩＩ?麵理器?Ｉ??圖４鋼軌診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖??如上圖所示，完整的測(cè)試系統(tǒng)由Ｈ部分構(gòu)成，信號(hào)發(fā)生單元、信號(hào)采集單??元和信號(hào)處理單元首先信號(hào)發(fā)生單元主體是激勵(lì)源，主要用的材料是壓電陶??瓷換能器作為振動(dòng)信號(hào)發(fā)生源。為了增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的對(duì)比性，本實(shí)驗(yàn)中使用了不同??型號(hào)的壓電陶瓷，分別為４Ｋ、６Ｋ、ｉｏｋ，９考慮到鋼軌本身特殊的材質(zhì)和振動(dòng)傳??遞的速度，理論上使用越大的振動(dòng)頻率越好。對(duì)于信號(hào)采集單元，主要是采用??加速度傳感器采集振動(dòng)信號(hào)，為了避免收集信號(hào)遺漏，同時(shí)為了保證信號(hào)收集??時(shí)所造成的誤差盡可能地被消除，本實(shí)驗(yàn)將傳感器均勻的分布在鋼軌的鋼頭、??鋼腰、鋼底進(jìn)行信號(hào)采集。為了采集數(shù)據(jù)分析的完整＾＾本文將鋼軌進(jìn)行標(biāo)記??１－２１號(hào)，每個(gè)編號(hào)的鋼軌都分別采用上述的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后傳入信號(hào)??處理單元。最后，在信號(hào)處理單元中３主要以計(jì)算機(jī)作為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)分析系??３２??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于壓縮采集與深度學(xué)習(xí)的軸承故障診斷方法[J]. 溫江濤,閆常弘,孫潔娣,喬艷雷.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]基于高階譜特征提取的高速列車車輪擦傷識(shí)別算法研究[J]. 趙蓉,史紅梅.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(06)



本文編號(hào)：2910809