弓网电弧声音特性研究与应用

发布时间：2024-03-04 18:02

　　弓网电弧现象给高速列车的安全可靠运行带来了潜在的威胁,在铁路继续提速的现实需要下,对弓网电弧的研究和检测显得更为迫切。揭示弓网电弧声信号内部参数及其独特特征有望为研究电弧损伤机理,准确识别弓网电弧以及改善弓网服役工况奠定数据参考和理论基础。国内外学者对弓网电弧的相关研究主要集中在电气、电磁、光学特性上,为弓网电弧的检测提供了一定的依据并得到了现实应用。随着数字信号处理技术和小波分析方法的迅速发展,使对弓网电弧声信号进行特征分析以及诊断成为现实。本文对世界范围内高速铁路的快速发展以及随之而来的弓网滑动电接触电弧现象进行了介绍,论述了弓网关系的重要性。综述了国内外学者在弓网电弧伴生的电气、电磁辐射、电弧检测方面的研究进展,并论述了当前研究存在的不足。对弓网电弧伴随声信号的采集进行了阐述,介绍了高速列车弓网拉弧的试验方案以及所需设备,确保可采集到电弧的声音、图像、电压、电流数据。对弓网工作状态下可能出现的几类声音信号分别进行了定量分析。基于傅里叶变换算法和加窗算法进行了声谱图的计算和绘制以及声信号功率谱的处理,实现对采集声信号的可视化处理以及频率、相对能量值的定量计算。基于分帧处理和短时能量...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
        1.1.1 高速铁路的发展概述
        1.1.2 弓网电弧的产生与危害
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 弓网电弧特性研究进展
        1.2.2 弓网电弧检测的研究进展
        1.2.3 声信号检测方法研究进展
    1.3 目前弓网电弧研究所存在的不足
    1.4 论文的研究内容
第2章 声音特性分析与识别的原理及方法
    2.1 现场试验方案
    2.2 高速列车弓网伴随声音预处理
        2.2.1 声音信号的预加重处理
        2.2.2 声音信号的加窗处理
    2.3 声信号分析方法介绍
        2.3.1 声谱图分析
        2.3.2 频谱分析
        2.3.3 短时能量分析
    2.4 小波分析介绍
        2.4.1 小波包分析原理介绍
        2.4.2 小波消噪
    2.5 本章小结
第3章 弓网系统伴随声音特征分析
    3.1 弓网系统伴随声音声谱图分析
    3.2 弓网系统伴随声音频谱分析
    3.3 弓网系统伴随声音短时能量分析
    3.4 弓网电弧瞬时功率分析
    3.5 本章小结
第4章 基于小波分析的弓网伴随声音特征分析
    4.1 小波分析函数介绍
    4.2 弧声信号的一维小波变换与分析
    4.3 小波包分解能量特征分析
    4.4 本章小结
第5章 基于声信号分析的弓网电弧评价
    5.1 试验验证分析
        5.1.1 频率特征分析
        5.1.2 降噪分析
        5.1.3 能量特征分析
        5.1.4 特征波形小波分析
    5.2 弓网电弧时间特性
    5.3 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果



本文编号：3919023