[發明專利]一種基于分布式估計的列車電機故障檢測方法

在審

• 申請號: 202011023709.5
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112651087A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 程超;王威珺;王艷
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/18;G01R31/34;G06F111/02;G06F119/02;G06F119/04;G06F119/08
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• 代理人: 暫無信息

1.一種基于分布式估計的列車電機故障檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，采集工業過程中監測區域的多個傳感器節點測量值，用以分析；

步驟二，根據實際牽引電機系統物理結構，構建實際傳感器拓撲，以由6個節點的監測系統為例，可以將實際采集環境抽象成分布式拓撲結構；

步驟三，以拓撲結構作為依托，構建分布式狀態估計模型；

步驟四，以實際牽引電機數據為基礎，建立運行狀態退化模型；

步驟五，構造殘差生成器。

2.根據權利要求1所述的一種基于分布式估計的列車電機故障檢測方法，其特征在于，所述步驟三具體為：

首先傳感器采集信息的過程中受到的有色噪聲影響，對系統方程進行處理，得到等價系統方程如式1：

(1)

考慮實際溫度對系統狀態的影響，將雙線性形式考慮在系統模型中得到方程如式2：

(2)

構造差分形式對原量測方程進行替換，定義輔助信號如式3：

(3)

通過輔助信號替換后的等價系統如式4：

(4)

結合實際拓撲結構，對分布式狀態估計方程做出定義如式5：

(5)

其中是第i個傳感器節點的狀態估計，Ni為節點i與其鄰居節點組成的集合；

H(k)為多傳感器的濾波增益，最優解如式6：

(6)

通過來滿足狀態估計的無偏性，并結合狀態估計誤差函數，在最小誤差均方差的前提下得到濾波增益參數。

3.根據權利要求1所述的一種基于分布式估計的列車電機故障檢測方法，其特征在于，所述步驟四具體為：

本發明考慮基于非平穩非線性過程進行退化建模，將隨機沖擊因素與環境因素的變化考慮在退化模型中，提出了一種非線性退化模型如式7：

(7)

其中，是由標準漂移布朗運動驅動的退化過程，為非線性函數，J表示隨機沖擊的幅值，N表示隨機沖擊的次數，u(t)x(t)表示環境因素對系統狀態退化的參數；

退化增量可以表示為式8：

(8)

其中可表示環境（介質）對狀態退化的影響，退化增量的統計特性可以表示為式9與式10：

(9)

(10)

其中，代表與相關的項，令可得退化增量的方差為；

構造似然函數如式11：

(11)

參數可以表示為式12：

(12)

修正因子可以表示為式13：

(13)。

4.根據權利要求1所述的一種基于分布式估計的列車電機故障檢測方法，其特征在于，所述步驟五具體為：

(14)

給定殘差生成器滿足式15的分布：

(15)

最終的故障檢測閾值采用切比雪夫不等式得到，如式16：

(16)。