[发明专利]真空管道磁浮交通系统故障诊断方法及系统

说明书

本发明提供了一种真空管道磁浮交通系统故障诊断方法及系统。其中，该方法包括：获取磁浮交通系统的相关运行参数；去除相关运行参数中的异常点和噪声；按照不同运行阶段对相关运行参数进行分段；根据预定时间间隔和预定步长对相关运行参数的加速分段数据、相关运行参数的匀速分段数据和相关运行参数的减速分段数据分别进行滑动分段，得到多个滑动分段数据；针对每个滑动分段提取对应的时域特征和频域特征；利用线性和非线性相关性分析方法对每个滑动分段数据以及对应的时域特征和频域特征进行相关性分析，得到第一相关性分析结果以及第二相关性分析结果；根据第一相关性分析结果或第二相关性分析结果进行真空管道磁浮交通系统故障诊断。

技术领域

本发明涉及真空管道磁浮技术领域，尤其涉及一种真空管道磁浮交通系统 故障诊断方法及系统。

背景技术

超高速低真空管道磁浮交通系统采用超导电动悬浮技术，通过安装在车辆 上的超导磁体与地面线圈模组之间的相互作用产生列车运行所需的悬浮力、导 向力和推进力。其正常运行涉及电磁热力多物理场耦合，磁场、应力、振动和 发热等外界扰动会影响其稳定性，导致发生故障，威胁行车安全。因此，亟需 发展超高速低真空管道磁浮交通系统故障诊断技术，保证其安全可靠运行。

现有的故障诊断方法主要有：(1)基于解析模型的方法、(2)基于信号处理的 方法和(3)基于知识的诊断方法。

基于解析模型的方法，是在诊断对象数学模型的基础上，按一定的数学方 法对被测信息进行处理诊断，它可分为状态估计法、等价空间法和参数估计法。

基于信号处理的方法，通常是利用信号处理技术，如频谱、自回归滑动平 均、小波变换等，直接分析可测信号，提取诸如方差、幅值、频率等特征值， 从而检测出故障。

基于知识的故障诊断方法，不需要对象的精确数学模型，而且具有某些“智 能”特性，基于知识的故障诊断方法主要可以分为：专家系统故障诊断方法、故 障树故障诊断方法、模糊故障诊断方法和神经网络故障诊断方法等。

由于超高速低真空管道磁浮交通系统工作机理复杂，很难建立准确的物理 诊断模型，并且整个系统正处于研制改进阶段缺乏故障诊断的相关领域知识， 同时变速工况下的试验信号的调频、调幅以及调相等现象使信号复杂，因此传 统的基于精确建模、信号处理和知识的单一故障诊断方法均难以有效检测出系 统运行中存在的潜在异常和故障。

发明内容

本发明提供了一种真空管道磁浮交通系统故障诊断方法及系统，能够解决 现有技术中的技术问题。

本发明提供了一种真空管道磁浮交通系统故障诊断方法，其中，该方法包 括：

获取磁浮交通系统的相关运行参数，相关运行参数包括正常数据和故障数 据；

对相关运行参数进行预处理，去除相关运行参数中的异常点和噪声；

按照不同运行阶段对相关运行参数进行分段，得到相关运行参数的加速分 段数据、相关运行参数的匀速分段数据和相关运行参数的减速分段数据；

根据预定时间间隔和预定步长对相关运行参数的加速分段数据、相关运行 参数的匀速分段数据和相关运行参数的减速分段数据分别进行滑动分段，得到 多个滑动分段数据；

针对每个滑动分段提取对应的时域特征和频域特征；

利用线性和非线性相关性分析方法对每个滑动分段数据以及对应的时域特 征和频域特征进行相关性分析，得到相关运行参数中每两个不同运行参数之间 的第一相关性分析结果以及得到同一运行参数不同滑动分段数据之间的第二相 关性分析结果；

根据第一相关性分析结果或第二相关性分析结果进行真空管道磁浮交通系 统故障诊断。

优选地，对相关运行参数进行预处理、去除相关运行参数中的异常点和噪 声包括：