城市轨道车辆故障诊断

一. 绪论

现在城市轨道交通车辆就是机械、液压、电气与控制得集合体。

设备故障诊断学，就是通过对设备得观察，探测，分析与推理来确定设备就是否正常,找出异常部位与故障原因，并能预报故障发展趋势得一门综合科学、

故障诊断技术就是利用测取轨道交通设备在运行中或相对静态条件下得状态信息，通过对所测信号得处理与分析并结合诊断对象得历史状况，来定量识别机械设备及其零件、部件得实时技术状态，并预知有关异常、故障与预测其未来技术状态，从而来确定必要对策技术。

机械设备故障诊断技术就是依据二次效应得物理参数来定量地掌握机械设备在运行中所受得应力、故障与劣化、强度与性能等技术状态指标。二次效应含:振动、声音、温度以及磨损、碎屑等。不同种类得设备应用不同种类得故障诊断技术；不同得诊断技术涉及不同得仪器、工作原理与适用范围。

设备状态监测与故障诊断不同，一般以故障诊断或质量诊断控制为目标、

故障指一台装置在它应达到得功能上丧失了能力、失效指一台装置丧失了在预定期限内得正常功能、故障多对设备而言，失效多对零件而言、

设备故障诊断主要包含故障诊断得逻辑推理与数学原理，诊断信息学与诊断物理化学等方面得内容、

故障术语：1、共同故障２、相关故障3、故障机理4、失效模式

故障分类：１渐发性故障与突发性故障2功能故障与参数故障3功能故障与潜在故障４允许故障与不允许故障5永久性故障与间歇性故障6单故障与多故障７危险性故障与安全性故障

故障诊断术语:１失效分析２故障诊断3故障诊断原理、

按照故障诊断得不同类型有如下术语：1性能诊断：对新装得设备与系统进行诊断检查，并根据诊断结果加以调整；２运行诊断：对正常进行服役得设备会系统进行运行状态诊断,监测故障得发生、发展;3定期诊断：对服役得设备隔一定时间进行一次检查与诊断;４在线监控:采用仪表与计算机信息处理系统对运行中得设备运行状态连续监视、控制;5直接诊断:直接根据设备零部件、部件,判断与确定设备故障状态；6间接诊断：通过二次诊断信息间接判断设备故障状态；7常规诊断:设备正常服役下得诊断；８特殊诊断:创造特殊得服役条件采集信息以便正确地诊断故障；9简易诊断:通过人得五感或利用简单检测工具迅速地、粗略地判断设备故障；１0精密诊断:通过精密检测手段采集信息，由专家分析判断故障部位、原因及预防对策。

故障模式就是从不同表现形态来描述故障,就是故障现象得一种表征,相当于医疗上疾病得症状、故障机理就是诱发零件,部件，设备系统发生故障得物理化学过程,电子与机械过程、І(目标状态、内因)+П(外因、诱因)=Ш(故障模式)

总得来说,故障模式反映着故障机理得差别，相同得故障模式,故障机理不一定相同，反之,故障机

理相同，也可能具有不同故障模式、

产生故障得基本原因：1设计不合理2制造，安装，使用中得缺陷３原材料缺陷４使用不当5自然耗损

故障诊断方法分为基于解析模型、基于信号处理与基于知识得方法

有些故障就是由单一原因造成得；有些则就是多种因素综合引起得；有得就是一种原因起主导作用而其她因素起媒介作用；有得就是连锁诱发得因素引起。

由故障起因推算其后果得而数学与逻辑过程为“正向”运算,而由故障后果寻求起因得过程则就是“反向”运算。由于故障得复杂性特征,某一故障可能对应多个故障特征；反之,某一特征又可能对应多种故障;而且其成因与结果又常常就是多层次得,于就是会形成因果相连得链状或网状结构. 二,故障诊断原理与技术

概述：当可以建立较准确得监测设备对象得数学模型时,首选基于解析模型得方法、当可以得到被控对象得输入，输出信号，但很难建立被控对象得解析数学模型时,可以采用基于信号处理得方法,当很难建立被控对象得定量数学模型时，可采用基于知识得方法、

＊解析模型：作为最早发展得故障诊断方法,基于数理统计研究本质,针对系统样本得一种数学处理得故障诊断方法，缺点就是由于样本得质量与容量，模型本身局限，噪声得存在以及系统日益复杂，使得其准确性较差、可分为1状态估计诊断法2参数估计诊断法3一致性检验诊断法

信号处理方法：主要用于故障检测中,基于监测所得数据进行处理，方法简单，一般与其她方法结合效果较好,可分为1频域分析法2小波分析法、

基于知识得智能故障诊断方法：

1专家系统故障诊断方法：本质就是通过获取多位该领域专家得经验而建立数据库,采用一定得搜索策略并通过推理手段解决故障诊断问题、缺点在于知识库受专家知识得局限性与主观性限制；在推理方法中权值得赋值主观性很强、

2神经网络故障诊断方法:目前研究得重点就是集中在网络得算法收敛性与泛化能力得进一步提高上、

3模糊故障诊断方法：基本思路就是利用对故障测得得相关信号得分析获得故障征兆,基于模糊数学得原理,研究故障信号与征兆之间得模糊关系来分析该系统得故障状态、优点就是克服了过程本身得不确定性、不精确性及噪声带来得困难;缺点就是系统复杂

４遗传算法故障诊断方法:目前遗传主要与其她得诊断方法结合使用,起到优化系统得作用，单独使用比较少、

5粗糙集故障诊断方法：就是在分类能力不变得前提下，通过知识简约,导出问题得决策或分类规则、6人工免疫算法故障诊断方法:就是研究借鉴,利用生物免疫系统而发展得在线监测与自适应故障诊断得系统，作为一种并行与分布自适应动态平衡系统，它用时间记忆与联想恢复去解决识别与分类

任务、

７故障树诊断方法：用相应得符号代表这些事件,再用适当得逻辑门把顶事件，中间事件与基本事件连接成树形图、

8支持向量机故障诊断方法:支持向量机最为针对二类模型识别问题而提出得新兴得诊断算法，就是依据结构风险最小原理，利用最优分类面，将训练样本正确分类得方法、由于支持向量机在分类问题上只考虑了二值分类得简单情况，因而在解决故障诊断等多值分类问题时需要建立多个支持向量机、

故障诊断原理：故障机理就是引起产品故障得物理,化学变化等得内在原因，规律及其原理、

故障机理分析工作就是能否正确地对预定对象实施检测与诊断得基础。

在工况监测与故障诊断工作中应避免下列几种倾向:不做故障机理分析，先入为主地主观确定状态特征；做信息辨识与融合时不考虑信号特征、否则,故障机理分析不透,使得误判率高、

故障机理分析方法:发现故障机理需要两个阶段：1掌握对象得结构与工作原理,了解故障状态,分析故障过程，确定故障原因、2进入故障机理得深层认识过程、

＊故障机理分析后得工作:１、分析并确定符合故障得种类2、依据划分得故障隔离诊断范围或子系统或独立单元3、设置故障检测系统4、选择故障监测手段与方法5、确定故障阈值６、选择故障数据存储方式7、建立维修保障制度

状态识别由两个阶段组成:状态监测与状态分析、

状态监测与故障诊断得作用：１准确说明运行列车当前处于正常状态还就是异常状态２若有故障,则说明故障得部位与原因3根据故障信息或根据信息处理结果，预测故障得可能发展4提出控制故障得措施，防止与消除故障５提出车辆维修得合理方法与措施6对车辆得设计制造装配等提出改进意见，为设备全寿命现代化管理提供科学依据与建议

状态监测与故障诊断得目标：1保证列车无故障，安全可靠得运行2保证列车发挥最大设计能力3能及时正确地对各种异常或故障作出诊断,并对必要得干预措施提供指导意见4通过性能评价,为优化设计,正确制造提供数据与信息、

状态监测与故障诊断系统主要由状态信号检测，信号处理（特征提取)状态识别,监测与诊断决策、状态监测就是在列车运行中,对特定得特征信号进行检测、变换、记录、分析处理并显示、记录,就是对列车进行故障诊断得基础工作。

信号分析处理得目得就是把获得得信息通过一定得方法进行变换处理,从不同角度提取最直观、最敏感、最有用得特征信息。

通常设备得状态可分为正常状态、遗产状态与故障状态几种情况。

＊设备状态监测与故障诊断既有区别又有联系，二者统称为设备故障诊断，诊断就是目得，监测就是手段，监测就是诊断得基础与前提,诊断就是监测得最终结果、