轨道短波病害时频特征提取和动态诊断方法研究
发布时间：2023-04-11 18:36
高速铁路轨道的状态直接决定轨道-车辆系统是否能够平稳安全运行。高/低接头、钢轨擦伤、波磨等轨道短波病害容易引起轨道-车辆系统的高频激振,高频激振不仅降低旅客舒适度,而且致使高速列车轮轨系统相互作用加剧,增加轮轨系统部件损伤的可能性,严重影响列车运行的安全性和平稳性。为缓解轨道短波病害带来的异常振动、噪声、转向架及线路零部件故障问题,各路局不得不增加轨道维修的投入。但是大规模的维修给各路局带来了较大的工作压力和经济成本。为了预防短波问题引起的高频激振给轨道-车辆系统带来的严重问题,减轻人工检查的工作压力,合理安排工务维修的计划,开展轨道短波问题的动态诊断方法研究尤为重要。本文的研究内容是基于车辆动态响应数据的轨道短波病害时频特征提取和动态诊断方法,具体包括:非线性非平稳信号的分析方法、冲击性和周期性轨道短波病害诊断方法、以及车轮非圆化磨耗诊断方法。为了对车辆经过冲击性轨道短波病害处时的车辆动态响应数据的时频特征进行分析和提取,提出了结合集成经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,简称EEMD)和Wigner Ville分布(简称WVD)的...
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 轨道短波病害时频特征分析及提取研究现状
1.2.2 轨道短波病害诊断方法的研究现状
1.2.3 车轮短波病害诊断方法的研究现状
1.3 主要研究内容
2 非线性非平稳信号时频分析及瞬时频率提取方法
2.1 非平稳信号的时频分析方法
2.1.1 同步压缩变换
2.1.2 结合EEMD分解和WVD分布的分析方法
2.2 非平稳信号瞬时频率提取方法
2.2.1 基于同步压缩STFT变换的瞬时频率提取方法
2.2.2 改进的基于同步压缩STFT变换的瞬时频率提取方法
2.2.3 计算实例
2.2.4 基于自适应同步压缩STFT的瞬时频率提取方法
2.3 本章小结
3 高速铁路冲击性轨道短波病害动态诊断方法
3.1 冲击性轨道短波病害数据特征分析
3.1.1 钢轨接头附近的车辆动态响应数据特性
3.1.2 钢轨擦伤区域的车辆动态响应数据特性
3.1.3 钢轨硌伤区域的车辆动态响应数据特性
3.1.4 钢轨肥边区域的车辆动态响应数据特性
3.1.5 钢轨表面掉块区域的车辆动态响应数据特性
3.2 冲击性轨道短波病害诊断方法
3.2.1 冲击性轨道短波病害诊断方法
3.2.2 基于Fourier变换和逆Fourier变换的带通滤波方法
3.2.3 移动有效值快速计算方法
3.2.4 移动有效值的规一化及其规一化效果
3.2.5 轨道冲击指数法与其它方法的比较
3.3 应用实例
3.3.1 钢轨接头不良诊断
3.3.2 钢轨擦伤诊断
3.3.3 钢轨硌伤
3.3.4 钢轨肥边
3.3.5 钢轨表面剥离掉块
3.4 冲击性钢轨短波病害出现位置特征统计
3.5 本章小结
4 高速铁路周期性轨道短波病害动态诊断方法
4.1 周期性轨道短波病害数据特征分析
4.1.1 钢轨波磨区段车辆动态响应数据特性分析
4.1.2 打磨痕迹区段车辆动态响应数据分析
4.2 周期性轨道短波病害智能诊断方法
4.2.1 周期性轨道短波病害动态诊断方法
4.2.2 基于等间隔能量极值的焊接接头自动识别和滤波方法
4.2.3 基于波磨指数的钢轨波磨特性的定量刻画方法
4.2.4 基于能量因子的钢轨波磨周期性的定量刻画方法
4.3 应用实例
4.3.1 钢轨波磨诊断
4.3.2 打磨痕迹诊断
4.3.3 波磨伴随打磨痕迹诊断
4.3.4 钢轨波磨诊断重复性统计
4.4 钢轨波磨出现位置特征统计
4.5 本章小结
5 多源数据融合的钢轨波磨综合评价方法
5.1 振动数据与噪声数据特性分析
5.2 多源数据融合的钢轨波磨综合评价方法
5.2.1 多源数据融合的钢轨波磨综合评价方法
5.2.2 成对比较矩阵的构造方法
5.2.3 权系数的计算方法
5.2.4 权系数一致性检验
5.2.5 多源数据融合的钢轨波磨综合评价方法中权系数的确定
5.3 多源数据融合的钢轨波磨诊断实例
5.4 本章小结
6 高速铁路车轮非圆化磨耗诊断方法
6.1 车轮非圆化磨耗数据特征分析
6.1.1 基于同步压缩短时Fourier变换的广义共振解调方法
6.1.2 车轮非圆化磨耗数据特性
6.2 基于车辆动态响应的车轮非圆化磨耗诊断方法
6.3 诊断实例
6.4 本章小结
7 结论、创新及展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 展望
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的科研成果
学位论文数据集
本文编号：3789566
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 轨道短波病害时频特征分析及提取研究现状
1.2.2 轨道短波病害诊断方法的研究现状
1.2.3 车轮短波病害诊断方法的研究现状
1.3 主要研究内容
2 非线性非平稳信号时频分析及瞬时频率提取方法
2.1 非平稳信号的时频分析方法
2.1.1 同步压缩变换
2.1.2 结合EEMD分解和WVD分布的分析方法
2.2 非平稳信号瞬时频率提取方法
2.2.1 基于同步压缩STFT变换的瞬时频率提取方法
2.2.2 改进的基于同步压缩STFT变换的瞬时频率提取方法
2.2.3 计算实例
2.2.4 基于自适应同步压缩STFT的瞬时频率提取方法
2.3 本章小结
3 高速铁路冲击性轨道短波病害动态诊断方法
3.1 冲击性轨道短波病害数据特征分析
3.1.1 钢轨接头附近的车辆动态响应数据特性
3.1.2 钢轨擦伤区域的车辆动态响应数据特性
3.1.3 钢轨硌伤区域的车辆动态响应数据特性
3.1.4 钢轨肥边区域的车辆动态响应数据特性
3.1.5 钢轨表面掉块区域的车辆动态响应数据特性
3.2 冲击性轨道短波病害诊断方法
3.2.1 冲击性轨道短波病害诊断方法
3.2.2 基于Fourier变换和逆Fourier变换的带通滤波方法
3.2.3 移动有效值快速计算方法
3.2.4 移动有效值的规一化及其规一化效果
3.2.5 轨道冲击指数法与其它方法的比较
3.3 应用实例
3.3.1 钢轨接头不良诊断
3.3.2 钢轨擦伤诊断
3.3.3 钢轨硌伤
3.3.4 钢轨肥边
3.3.5 钢轨表面剥离掉块
3.4 冲击性钢轨短波病害出现位置特征统计
3.5 本章小结
4 高速铁路周期性轨道短波病害动态诊断方法
4.1 周期性轨道短波病害数据特征分析
4.1.1 钢轨波磨区段车辆动态响应数据特性分析
4.1.2 打磨痕迹区段车辆动态响应数据分析
4.2 周期性轨道短波病害智能诊断方法
4.2.1 周期性轨道短波病害动态诊断方法
4.2.2 基于等间隔能量极值的焊接接头自动识别和滤波方法
4.2.3 基于波磨指数的钢轨波磨特性的定量刻画方法
4.2.4 基于能量因子的钢轨波磨周期性的定量刻画方法
4.3 应用实例
4.3.1 钢轨波磨诊断
4.3.2 打磨痕迹诊断
4.3.3 波磨伴随打磨痕迹诊断
4.3.4 钢轨波磨诊断重复性统计
4.4 钢轨波磨出现位置特征统计
4.5 本章小结
5 多源数据融合的钢轨波磨综合评价方法
5.1 振动数据与噪声数据特性分析
5.2 多源数据融合的钢轨波磨综合评价方法
5.2.1 多源数据融合的钢轨波磨综合评价方法
5.2.2 成对比较矩阵的构造方法
5.2.3 权系数的计算方法
5.2.4 权系数一致性检验
5.2.5 多源数据融合的钢轨波磨综合评价方法中权系数的确定
5.3 多源数据融合的钢轨波磨诊断实例
5.4 本章小结
6 高速铁路车轮非圆化磨耗诊断方法
6.1 车轮非圆化磨耗数据特征分析
6.1.1 基于同步压缩短时Fourier变换的广义共振解调方法
6.1.2 车轮非圆化磨耗数据特性
6.2 基于车辆动态响应的车轮非圆化磨耗诊断方法
6.3 诊断实例
6.4 本章小结
7 结论、创新及展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 展望
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的科研成果
学位论文数据集
本文编号：3789566
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