[發明專利]機車車輛轉向架檢測用加速度傳感器的自診斷方法

有效

• 申請號: 201410635543.0
• 申請日: 2014-11-13
• 公開（公告）號: CN104316729A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 何鴻云;杜紅梅;崔健;李夫忠
• 申請（專利權）人: 成都運達科技股份有限公司
• 主分類號: G01P21/00
• 分類號: G01P21/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 郭受剛

1.機車車輛轉向架檢測用加速度傳感器的自診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、根據機車車輛轉向架上所檢測同類型軸承對稱性分布的特點將轉向架檢測測點分成多個監測陣列，監測陣列的數量與同一轉向架上所需檢測軸承類型的數量相同，每個監測陣列對應檢測一類軸承，每個監測陣列包括K個呈現對稱分布的測點，每個測點對應一個所需檢測軸承，其中，K為大于或等于4的偶數；

步驟二、分別在每個所需檢測軸承上安裝一個加速度傳感器；

步驟三、分別離線建立每個監測陣列內K個測點加速度傳感器各自的RBF神經網絡預測器；

步驟四、設定加速度傳感器短路故障時沖擊信號均值閾值、短路故障時沖擊信號方差閾值、開路故障時沖擊信號均值閾值、開路故障時沖擊信號方差閾值、以及加速度傳感器的距離誤差閾值；

步驟五、在機車車輛轉向架工作時，實現多個監測陣列的巡檢并進行加速度傳感器故障診斷。

2.根據權利要求1所述的機車車輛轉向架檢測用加速度傳感器的自診斷方法，其特征在于，所述步驟三中離線建立每個監測陣列K個測點加速度傳感器各自的RBF神經網絡預測器的具體操作步驟如下：獲取N個時刻各個測點加速度傳感器的訓練樣本，根據訓練樣本，按照梯度下降法調整權值矩陣，當達到設定精度后，表示各個測點的RBF神經網絡預則器已離線建立完成；其中，每個測點某一時刻的訓練樣本包括該測點相應時刻的輸入數據和輸出數據，訓練樣本的獲取通過取該測點外其余測點同一時刻采樣的長度為L振動沖擊信號的均值作為該測點的RBF神經網絡預測器的輸入數據，并取該測點同一時刻起采集的長度為L振動沖擊信號的均值作為該測點的RBF神經網絡預測器的輸出數據。

3.根據權利要求1所述的機車車輛轉向架檢測用加速度傳感器的自診斷方法，其特征在于，所述步驟四中加速度傳感器開路故障和短路故障的閾值采用以下方式設定：加速度傳感器開路故障的設定均值閾值為????????????????????????????????????????????????，加速度傳感器短路故障的設定均值閾值為，加速度傳感器開路或短路故障的設定方差閾值為，其中，為加速度傳感器的輸出最大值，，。

4.根據權利要求1所述的機車車輛轉向架檢測用加速度傳感器的自診斷方法，其特征在于，所述機車車輛轉向架檢測測點分成三個監測陣列，三個監測陣列分別為軸箱位監測陣列、電機位監測陣列及抱軸位監測陣列，每個監測陣列包含轉向架上對稱分布的4個同類檢測軸承，對應4個測點。

5.根據權利要求1所述的機車車輛轉向架檢測用加速度傳感器的自診斷方法，其特征在于，所述機車車輛轉向架的軸承上安裝有轉速傳感器，所述加速度傳感器在轉速傳感器輸出脈沖信號后同步采集某監測陣列內K個測點的振動沖擊信號。

6.根據權利要求1～5中任意一項所述的機車車輛轉向架檢測用加速度傳感器的自診斷方法，其特征在于，所述步驟五中實現某一監測陣列的檢測時具體包括以下步驟：

步驟5.1、同步獲取該監測陣列對應的K個加速度傳感器產生的振動沖擊信號，并計算該監測陣列K個測點振動沖擊信號的均值和方差；

步驟5.2、將K個測點的均值和方差與設定的均值閾值和方差閾值進行對比，并根據對比結果判斷加速度傳感器是否存在開路故障或短路故障，若存在開路故障或短路故障，發出加速度傳感器開路或短路故障報警，進入下一檢監測陣列檢測，否則進入下一步驟進行該監測陣列加速度傳感器其它故障診斷；

步驟5.3、計算K個測點沖擊信號均值最大值與最小值的距離，若該距離大于設定的加速度傳感器的距離誤差閾值，則進入下一步驟，否則退出該監測陣列的加速度傳感器故障診斷并進入下一監測陣列的檢測；

步驟5.4、計算K個測點沖擊信號均值的均值M，并獲取與均值M偏差最大的沖擊信號均值的測點位A，并將除測點位A的其余沖擊信號均值作為測點A的RBF神經網絡預測器的輸入值在線估計測點A沖擊信號均值的估計值，若測點A沖擊信號均值的估計值與實際均值之間的誤差大于設定的加速度傳感器的距離誤差閾值則進入下一步驟，否則退出該監測陣列的加速度傳感器故障診斷并進入下一監測陣列的檢測；

步驟5.5、同步采集K個測點的多組數據，并計算測點A多組數據的均值估計值與實際均值的平均誤差，若平均誤差大于設定的加速度傳感器的距離誤差閾值，則測點A的加速度傳感器存在故障，否則，測點A的加速度傳感器檢測正常。

7.根據權利要求6所述的機車車輛轉向架檢測用加速度傳感器的自診斷方法，其特征在于，所述步驟5.2中判斷開路故障和短路故障采用以下方式實現：首先判斷沖擊信號的均值是否大于開路故障時沖擊信號均值閾值，且方差小于開路故障時沖擊信號方差閾值，若是則判斷對應測點加速度傳感器存在開路故障，若否則判斷某個測點沖擊信號的均值是否小于短路故障時沖擊信號均值閾值，且方差小于短路故障時沖擊信號方差閾值，若是則判斷對應測點加速度傳感器存在短路故障。