基于FRFT的高速列車(chē)安全性態(tài)評(píng)估數(shù)據(jù)特征分析.pdf

1、隨著我國(guó)高鐵技術(shù)的飛速發(fā)展，列車(chē)車(chē)輛的速度也在不斷提高，而在列車(chē)速度提高的同時(shí)也惡化了列車(chē)的動(dòng)態(tài)環(huán)境，使得列車(chē)的輪軌作用力增加、各個(gè)部件的振動(dòng)和蛇行運(yùn)動(dòng)加劇。同時(shí)隨著列車(chē)服役時(shí)間的增加，列車(chē)零部件磨損加快導(dǎo)致其性能參數(shù)快速蛻變，嚴(yán)重影響了列車(chē)的運(yùn)行品質(zhì)。因此如何提取高速列車(chē)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的有效特征，并快速準(zhǔn)確的估計(jì)出高速列車(chē)安全服役性能，已成為目前高速列車(chē)安全預(yù)警領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。
　　 高速列車(chē)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)具有非線(xiàn)性和非平穩(wěn)性，分?jǐn)?shù)階

2、傅里葉變換(Fractional Fourier Transform，F(xiàn)RFT)是傅里葉變換的一種推廣形式，能夠同時(shí)表征信號(hào)的時(shí)域和頻域信息，在非平穩(wěn)信號(hào)處理領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。因此本文采用分?jǐn)?shù)階傅里葉變換提取信號(hào)的分?jǐn)?shù)域特征，并運(yùn)用分?jǐn)?shù)域特征實(shí)現(xiàn)列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估，主要研究工作如下:
　　 分析了短時(shí)傅里葉變換、小波變換、魏格納-威利分布(WVD)和Randon-Wigner分布等經(jīng)典時(shí)頻分析方法的優(yōu)缺點(diǎn)，并深入研究了新時(shí)頻分

3、析方法分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的基本原理和相關(guān)理論知識(shí)。提取高速列車(chē)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分?jǐn)?shù)域特征，首先對(duì)高速列車(chē)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分?jǐn)?shù)階傅里葉變換，將數(shù)據(jù)變換到分?jǐn)?shù)階傅里葉空間，然后對(duì)變換后的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行側(cè)面投影，得到不同分?jǐn)?shù)階下的信號(hào)峰值曲線(xiàn)，最后計(jì)算峰值曲線(xiàn)的統(tǒng)計(jì)特征。
　　 研究了高速列車(chē)轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)和相關(guān)動(dòng)力學(xué)分析。運(yùn)用分?jǐn)?shù)階傅里葉變換提取高速列車(chē)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)特征，研究速度對(duì)仿真數(shù)據(jù)各個(gè)工況特征分布情況的影響。對(duì)所有通道單一工況的仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真

4、，并運(yùn)用支持向量機(jī)對(duì)四種單一工況進(jìn)行分類(lèi)，通過(guò)分析不同通道不同速度下四種工況的識(shí)別率情況，統(tǒng)計(jì)出對(duì)各個(gè)工況具有較好分類(lèi)效果的通道。對(duì)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真和分類(lèi)統(tǒng)計(jì)，進(jìn)一步驗(yàn)證通道和特征的有效性。
　　 通過(guò)比較兩種單一工況及其混合工況在橫向和垂向上的特征分布情況，來(lái)探討了多故障工況與單一工況之間的關(guān)聯(lián)。對(duì)參數(shù)漸變工況進(jìn)行仿真，研究列車(chē)從原車(chē)正常變化到三種完全故障過(guò)程中的特征分布情況。
　　 綜上所述，本文運(yùn)用分?jǐn)?shù)階傅里葉