[发明专利]基于模型与规则的高速列车转向架蛇形运动实时监测方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种高速列车转向架实时监测的方法，尤其涉及一种基于模型与规则的高速列车转向架蛇形运动实时监测方法。

背景技术：

转向架系统横向稳定性是列车安全运行的主要问题之一，一旦系统出现了蛇行失稳，其运行品质将急剧恶化，运行平稳性大大降低，甚至会引发脱轨。引起转向架系统横向振动的因素很多，第一种是由于外界冲击力过大导致转向架出现幅度过大、频次过高的横向振动；第二种情况是由于转向架长期服役过程中，横向减震器设备老化、踏面锥度改变、传感器误差等故障导致的转向架结构性失稳，当外界存在一定冲击力的情况下，转向架蛇形运动收敛的能力变差。对比已经存在结构失稳的转向架，性能优良的转向架在受到同样冲击力的情况下收敛性能更好。传统监测横向振动加速度信号的方法，只能监测与判断转向架的外在表现，无法从转向架内部机理与结构上判断转向架失稳的原因，无法对转向架进行相应的故障诊断，只有当发生重大事故的时候才能检查出来，而这时的损失已经不可避免了。本发明在不考虑外界干扰因素的情况下从转向架结构机理上研究转向架横向稳定性，分析产生蛇形运动及失稳的趋势，从而判断转向架是否到达使用寿命期限。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种能够评价转向架横向振动收敛能力的阻尼比参数，从转向架结构机理上研究转向架横向稳定性，实现对转向架寿命到期的时间估计，从而真正实现高速列车蛇形运行中结构性失稳的状态监测。

本发明的目的可通过以下技术措施来实现：

在转向架构架上安装加速度传感器，对转向架运行过程中横向加速度信号进行实时采集并传给车载控制器；

所述的车载控制器由光纤输入接口、信号调理与滤波装置、中央处理器、数字信号输入输出装置构成。

传感器将采集到的横向加速度信号通过光纤传输，输送给光纤输入接口装置（3），接收信号后经过信号滤波装置（4）去除噪声和干扰，提取有用信息，再经过信号调理装置（5），将采集的模拟信号转换成数字信号，通过数字信号输入输出装置（6）传输给中央处理器（7），中央处理器（7）对收集到的信号进行数据分析和计算，计算出能够评价转向架收敛能力的阻尼比参数ξ，计算方法如下：

转向架横向振动二阶微分方程描述的系统可称为二阶系统，可以描述如下

a2d2c(t)dt2+a1dc(t)dt+a0c(t)=b1dr(t)dt+b0r(t)---(1)]]>

在转向架横向加速度最大值附近选取三个加速度值