基于狀態(tài)和參數(shù)估計(jì)的重載列車(chē)ECP系統(tǒng)故障診斷.pdf

1、重載列車(chē)ECP制動(dòng)系統(tǒng)（電控空氣制動(dòng)系統(tǒng)）的故障診斷，是增加重載列車(chē)運(yùn)行安全性的一個(gè)重要補(bǔ)充，對(duì)解決列車(chē)安全制動(dòng)問(wèn)題和提高運(yùn)輸能力具有重要意義。本文針對(duì)ECP制動(dòng)系統(tǒng)這一復(fù)雜的分布式非線性系統(tǒng)，建立ECP制動(dòng)系統(tǒng)控制模型，提出基于狀態(tài)和參數(shù)估計(jì)的故障診斷框架，設(shè)計(jì)基于自適應(yīng)估計(jì)的故障檢測(cè)策略和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障隔離與辨識(shí)方案，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障的有效檢測(cè)、隔離與辨識(shí)，為重載列車(chē)ECP制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行提供安全保障。
　　首先，提出基于自適應(yīng)估

2、計(jì)的故障檢測(cè)策略，提高故障檢測(cè)性能，解決由于不確定信號(hào)導(dǎo)致的診斷準(zhǔn)確度不夠、故障誤報(bào)漏報(bào)等問(wèn)題。通過(guò)自適應(yīng)近似技術(shù)，建立具有自適應(yīng)參數(shù)的參數(shù)化模型用于描述不確定信號(hào)，利用基函數(shù)和逼近誤差，構(gòu)造自適應(yīng)參數(shù)估計(jì)器，并調(diào)整更新參數(shù)自適應(yīng)律，實(shí)現(xiàn)對(duì)建模偏差、互聯(lián)不確定性等信號(hào)的逼近;構(gòu)造引入不確定信號(hào)逼近值的故障檢測(cè)狀態(tài)估計(jì)器，減少不確定性對(duì)殘差的影響，生成魯棒的殘差信號(hào)，并通過(guò)李雅普諾夫穩(wěn)定性理論，推導(dǎo)能夠保證故障檢測(cè)性能的可調(diào)整的時(shí)變檢測(cè)閾

3、值，最終實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的ECP系統(tǒng)故障檢測(cè)。
　　然后，提出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障隔離與辨識(shí)方案，解決對(duì)故障性質(zhì)大小進(jìn)行隔離辨識(shí)的問(wèn)題。通過(guò)構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)估計(jì)器，以最小化瞬時(shí)輸出估計(jì)誤差為目標(biāo)，利用梯度下降方法，對(duì)權(quán)重進(jìn)行更新，實(shí)現(xiàn)未知故障影響的估計(jì)。利用估計(jì)的故障影響信息，構(gòu)造相應(yīng)的故障隔離狀態(tài)估計(jì)器，對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)和輸出進(jìn)行估計(jì)或預(yù)測(cè)，提出一種基于多殘差生成的故障隔離決策，推導(dǎo)合適的隔離閾值選擇條件，解決故障之間存在微弱影響的問(wèn)題，最