基于时变模型辨识的高速列车复合故障诊断

张坤鹏^1,2，姜斌¹，陈复扬¹，安春兰²，任锋³

1. 南京航空航天大学自动化学院2. 华东交通大学电气与自动化工程学院3. 兰州铁路局兰州电务段

摘 要：高速列车信息控制系统因运行条件异常变化或操作不当会造成电机警告级高温、电机电流异常变化、电机转子断条以及气隙偏心等运行故障.这些随机发生的复合故障会影响速度等级和牵引力/制动力的调节,且难以采用基于单故障诊断方法建模故障与速度的关系,以及诊断报警等级.对此,提出一种基于Takagi-Sugeno（T-S）时变模型辨识的高速列车复合故障诊断方法.首先,采用多元统计检测指标离线辨识故障阈值并建立复合故障时变模型;然后,借助模糊聚类算法辨识故障特征值集合,利用模糊加权最小二乘法在线估计故障幅值并进行参数收敛性分析.最后,设计故障分离机制以刻画不同故障模式的报警等级并给出稳定性分析.基于CRH5G型高速列车实际运行数据的仿真结果验证了所提出方法的有效性.

关键词：高速列车;T-S时变模型辨识;模糊聚类;复合故障诊断;稳定性分析;报警等级;