高速列车轴箱轴承健康监测与故障诊断研究综述

随着我国高速列车的发展, 针对其运营维护中的故障预测与健康管理问题日益受到关注. 轴箱轴承是高速列车走行部中的关键旋转部件, 在复杂的轮轨相互作用下极易出现由疲劳、过载等原因导致的失效, 影响列车的行车效率和运行安全. 而现有诊断方法和技术难以满足高速列车动态化、系统化的安全保障需求, 亟待进一步发展轴箱轴承健康监测和诊断技术. 首先, 介绍了工程中维修检测、轨边监测和车载监测系统的主要内容和发展现状. 然后, 从动力学正、反问题两个方面, 分析和总结了在轴箱轴承的理论建模方法和轴箱轴承与列车耦合系统的动态特性分析、基于先进信号处理技术和机器学习技术的诊断方法等方面的研究思路和研究进展. 最后, 对轴箱轴承健康监测与故障诊断技术的发展趋势进行了展望, 评述了在指导列车故障预测与健康管理方面的不足.      

可发生多种故障的可修复系统稳定性分析

研究了可发生多种故障的可修复系统.运用C_0半群理论,通过服务率均值的观念,对系统主算子的谱界进行了估值,并得到该谱上界即为各服务率均值的最小者的相反数.然后运用了共尾的概念及相关的理论,得到了系统算子的谱界与系统算子产生的半群的增长界相等.最后由分析了系统算子的谱分布,得到了系统的指数稳定性.     

车用燃料电池系统耐久性研究北大核心CSCD

燃料电池的耐久性是燃料电池汽车的关键技术问题,车用燃料电池寿命需要达到5000小时以上才能满足汽车应用要求.作者基于车用燃料电池失效模式的研究,通过优化系统设计和改进系统控制策略等,开发出长寿命的Hy SYS-30车用燃料电池系统,并采用车用动态工况,对所开发的燃料电池系统进行了6000小时以上的耐久性测试,6000小时的性能衰减率仅为8.1%.     

基于灰关联分析的GA-BP神经网络在汽车油耗估算中的应用

从设计参数特征入手分析影响汽车油耗的因素,利用灰关联分析方法,解析了各设计参数对汽车油耗的影响程度,选择其中灰关联度较大的设计参数作为输入数据,综合工况油耗作为输出数据,构建6-5-1层结构的BP神经网络预测模型,并利用遗传算法获得优化后的BP神经网络的权值和阈值,然后训练BP神经网络得到最优值,最后以国内市场340款汽车作为研究样本,进行有效性验证.研究结果表明,模型利用灰关联分析获得影响汽车油耗的主要因素,简化了网络结构;与优化前的BP神经网络相比,具有更高的预测精度和可靠性.     

LED汽车前大灯散热器正交优化设计与分析

设计了一种LED汽车前大灯散热器结构,该结构主要由一条通风管和一台无叶风扇组成.在SolidWorks软件中建立该散热结构模型,并导入FloEFD软件进行散热仿真,得到LED结温温度为148℃.提出在通风管中填充矩形翅片和填充蜂窝结构两种改进方案.仿真结果表明,采用两种改进方案后LED汽车前大灯的结温温度分别下降至102.01℃和86.20℃.对填充蜂窝结构方案进行正交优化试验,分析得出影响该系统散热性能的因素依次为:蜂窝等效直径、蜂窝类型、填充长度、壁厚和通风管长度.按照该顺序优化参数值,得到最优散热结构.仿真结果表明,经过正交优化后,LED汽车前大灯的温度降为75.17℃,进一步提高了整体结构的散热性能.最后分析了该结构的基板温度与风速的关系,结果表明当风速低于5m/s时,温度随着风速的增大急剧降低,当风速高于5m/s时,温度下降趋势相对缓慢.     

基于Wi-Fi远程通信的无线烧录器的设计与实现

针对传统ECU在程序烧录时需要频繁的插拔操作,工作量大,而且不能同时对多个ECU进行烧写,造成的调试效率低下等问题,开发出一套以Wi-Fi的无线通信原理为基础,以LabVIEW软件开发工具和英飞凌XC2000 Family MCU——XC2234L为平台的汽车ECU远程烧录工具。本烧录工具可以高效的实现对ECU的远程连接,批量烧录,操作简单,避免了频繁的插拔操作,相对于传统方法而言也更加方便、快捷和高效。     

SpaceWire冗余网络故障检测恢复技术实现

为提高SapceWire网络可靠性,基于SpaceWire-D提出了一种应用于SpaceWire冗余网络的故障检测恢复技术。网络节点通过比较主、备份端口收到的时间码来判断链路故障状态,在确认主链路发生故障后,节点自动启用备份端口工作。通过引入时间码抖动容限参数,提高了节点对故障判断的准确性,避免了故障误判。测试结果表明,即使故障链路未与节点直接连接,节点也能够在一个时间槽长度内检测到链路故障并自动切换至备份链路。此技术保证了网络故障情况下的数据正确传输,提高了SpaceWire网络的可靠性,是一种稳定可靠的故障检测恢复技术。     

变采样周期和多包传输的非线性NCS故障检测

研究具有多包传输、时变采样周期和未知干扰输入的Lipschitz非线性网络控制系统的故障检测问题。利用主动变采样周期的方法将多包传输的非线性连续网络控制系统建模为离散切换系统,设计基于观测器的鲁棒故障检测滤波器构造残差产生系统,运用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)技术,给出了使闭环系统渐近稳定的充分条件及故障检测滤波器的增益矩阵。最后运用仿真算例说明了故障检测滤波器的残差产生系统对故障具有敏感性,同时对外部扰动输入具有鲁棒性。     

无人机健康诊断知识库建立研究

针对无人机健康诊断系统的设计,研究了健康诊断专家知识库的建立方法。介绍了基于规则的专家知识库的含义及其对无人机设计的要求,阐述了故障树与故障模式判据表的形成方法。故障树分析基于故障因果逻辑,逐层找出故障事件的原因,保证专家知识逻辑上的完备性。故障模式判据表将抽象的专家知识具体化为多个能够在工程上应用的要素。提出了一种故障树分析与故障判据规则相结合的建立健康诊断专家知识库的方法。从某型大气数据系统的组成及原理出发,以大气数据系统真空速失效为顶事件,构造了故障树和故障模式判据表。结果表明,结合故障树和故障模式判据表格构造的专家知识库清晰、简洁,具有很高的工程实用价值,能够应用于无人机健康诊断系统的设计。     

LTD模块串联装置中部分模块不工作时的输出性能

基于10级模块串联的1 MV快脉冲直线型变压器驱动源装置,分别开展了1～3个模块在不充电或不触发时装置的整体输出参数测试。结果表明,在二极管负载阻抗基本不变的情况下,装置输出电流和电压降低的数值约为故障模块数与总模块数的比值。与所有模块正常工作时相比,脉冲上升时间分别增加10,22和32 ns,脉冲宽度分别增加13,23和48 ns。根据电路分析以及模块实际电参数建立了装置的等效电路模型,模拟得到的不同数量模块不工作时的输出电压变化趋势与实验结果基本一致,并利用电路模型对故障模块中开关两端的电压进行了模拟和分析。