高鐵動(dòng)車組故障預(yù)測(cè)與健康管理關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、近年來(lái)，針對(duì)復(fù)雜設(shè)備維護(hù)策略優(yōu)化的研究日益受到重視，故障預(yù)測(cè)和健康管理(PHM，Prognostic and Health Management)技術(shù)以及基于狀態(tài)的維修(CBM，Condition based maintenance)都是研究的熱點(diǎn)。借助于先進(jìn)的傳感器技術(shù)，使得復(fù)雜設(shè)備大量的運(yùn)行數(shù)據(jù)信息能夠被采集并存儲(chǔ)起來(lái)，而使用這些數(shù)據(jù)用于指導(dǎo)設(shè)備的維修和制定先進(jìn)維修策略是當(dāng)前維修工作的重要研究?jī)?nèi)容。隨著高鐵的迅速發(fā)展，保障其運(yùn)行的安

2、全可靠，成了鐵路相關(guān)運(yùn)營(yíng)維護(hù)部門面臨的極大的挑戰(zhàn)性問(wèn)題。我國(guó)高鐵的維修模式正由傳統(tǒng)“計(jì)劃修”向“狀態(tài)修”轉(zhuǎn)化，在有數(shù)據(jù)證明設(shè)備將要發(fā)生故障的時(shí)候?qū)υO(shè)備進(jìn)行維修能夠提高維修效率、節(jié)約維修成本、增加設(shè)備的安全可靠性。經(jīng)濟(jì)型維修策略的制定和改進(jìn)需要準(zhǔn)確的把握設(shè)備的故障發(fā)生時(shí)間，健康狀態(tài)評(píng)估以及剩余使用壽命(RUL)等，因此，故障預(yù)測(cè)是高鐵維修策略優(yōu)化的核心研究?jī)?nèi)容。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以復(fù)雜設(shè)備維修策略的優(yōu)化為目的，介紹分析了當(dāng)

3、前主流的故障預(yù)測(cè)算法，分析并研究了高鐵動(dòng)車組關(guān)鍵零部件牽引傳動(dòng)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱牽引系統(tǒng)）的故障機(jī)理和4種退化狀態(tài)的劃分，并提出建立基于退化狀態(tài)的牽引系統(tǒng)的HSMM預(yù)測(cè)模型。⑵鑒于HSMM存在的缺陷，使用PSO算法優(yōu)化HSMM參數(shù)估計(jì)。在此基礎(chǔ)上對(duì)PSO算法改進(jìn)，賦予粒子新的特性，提出裂變式粒子群算法(FPSO)，進(jìn)一步優(yōu)化HSMM模型參數(shù)，設(shè)計(jì)FPSO-HSMM預(yù)測(cè)模型。⑶將改進(jìn)的后算法，應(yīng)用到動(dòng)車組牽引系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引系統(tǒng)健康狀態(tài)的評(píng)