[发明专利]高速列车闭环刹车制动系统间歇故障检测方法

摘要

本发明公开了一种高速列车闭环刹车制动系统间歇故障检测方法，具体涉及故障诊断技术领域。其解决了现有的高速列车故障检测技术对幅值较小且持续时间有限的间歇故障不能进行有效检测的不足。该方法通过对连续采集的高速列车闭环刹车制动系统的多个传感器的正常工况下的样本数据进行离散训练，在得出高速列车闭环刹车制动系统间歇故障的方向和故障幅值下界的基础上，对T2,Q,φ,D统计量分别计算其flag值，选取flag值最大的统计量进行在线阶段的故障检测。

主权项

1.高速列车闭环刹车制动系统间歇故障检测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤11、离线训练：111、假设高速列车闭环刹车制动系统包含m个传感器，且m个传感器的采样时刻均相同，则连续采集N个正常单工况下的样本数据，并构造如式(1)所示的正常工况测量矩阵：[X₁,X₂,…,X_N]∈R^m×N   (1)其中，X_k∈R^m×1为列向量；112、按照式(2)对测量数据进行增广，构造增广测量矩阵X∈R^N×Wm：其中，W为增广的窗口长度，其初始值取为1；113、将增广测量矩阵X的各列标准化为零均值单位方差，并对标准化后的测量矩阵X的协方差矩阵S按照式(3)进行特征值分解：其中，Λ包含了协方差矩阵S的Wm个特征值，并以降序排列，P为对应的特征向量；114、确定主成分的个数l，并将按照式(4)分解：其中，P由的前l列构成；115、按照式(5)计算主成分空间的马氏距离T²、平方预测误差Q、主成分空间的马氏距离T²和平方预测误差Q的加权φ、全空间马氏距离D统计量的核矩阵：M_Q＝I‑PP^TM_D＝S^‑1   (5)其中，J_th,Q,J_th,φ,J_th,D为T²，Q，φ，D统计量的阈值，根据给定的置信水平α由式(6)确定，其中，为自由度为h的χ²分布置信水平为α时的上分位数；116、根据历史故障数据，给出高速列车闭环刹车制动系统间歇故障的方向ξ_q、故障幅值下界并对T²，Q，φ，D统计量分别计算其flag值如式(7)：若不存在任何一个统计量的flag值大于1，则置W＝W+1并重新从步骤112开始执行；若存在flag值大于1的统计量，则选取flag值最大的统计量记为统计量γ，并采用统计量γ进行如下在线阶段的故障检测；步骤12、在线故障检测：121、在线采集新测量样本x_k，并按照式(8)构造增广的新测量样本向量根据训练数据，将增广的新测量样本标准化；122、根据式(9)在线实时计算所选取的统计量γ，其中M_γ为统计量γ_k的核矩阵，已由离线训练阶段的步骤115确定；123、根据式(10)的逻辑进行故障检测：