基于數(shù)學形態(tài)學—小波分析組合算法的牽引網(wǎng)故障判定方法.pdf

1、高速鐵路相對于公路而言，因占地較少，土地利用率較高等顯著的優(yōu)勢成為我國交通運輸?shù)闹饕ぞ?。建設高速鐵路客運專線符合國家經(jīng)濟發(fā)展、現(xiàn)階段國情和路情的需求，同時也是未來鐵路系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。而鐵路牽引網(wǎng)是架設于空中的一種特殊供電電路，線路較長，且長期暴露在環(huán)境條件惡劣的戶外，經(jīng)過的地形十分復雜，加上天氣等自然因素的影響，導致其是整個鐵路運輸系統(tǒng)中較為薄弱的一部分，對其運營維護造成一定的困難。一旦牽引網(wǎng)發(fā)生故障，快速準確的故障判定是實現(xiàn)線路

2、快速搶修的關鍵，本文旨在建立一套牽引網(wǎng)故障類型判斷和故障點精確測量相結合的系統(tǒng)，將對運輸效率的提高、搶修時間的縮短具有直接的影響。
　　本論文在對高速鐵路牽引網(wǎng)的供電系統(tǒng)進行認真分析研究之后，通過借鑒、總結前人工作經(jīng)驗教訓，根據(jù)目前存在的問題，結合數(shù)學形態(tài)學和小波分析，用于解決高速鐵路牽引網(wǎng)故障行波波頭識別、故障性質類型判斷等問題，主要開展了以下研究工作：
　?。?）結合直流高壓脈沖源、脈沖電容器、行波信號傳感器、戶外真空斷

3、路器、數(shù)據(jù)采集卡等搭建了主動式C型行波法判定裝置，使用該裝置在實驗室場地進行了模擬實驗，檢驗裝置對于現(xiàn)場環(huán)境的適應性。結果顯示，該套裝置捕獲的故障行波信號特征明顯，可以滿足行波判定的需求。
　?。?）通過詳細闡述小波分析和數(shù)學形態(tài)學的基本理論，編寫算法在 MATLAB中仿真分析兩者對信號的濾波效果，并在此基礎上綜合兩者的優(yōu)點，提出了基于數(shù)學形態(tài)學和小波分析的組合濾波算法，通過運算工作量的對比及對現(xiàn)場測得的實驗數(shù)據(jù)的濾波處理結果可知

4、，該組合算法既可以有效的濾除脈沖噪聲，又可以有效的濾除白噪聲，并可以較好的保留信號奇異點。
　　（3）通過完整的介紹形態(tài)學梯度，提出了保持定值連續(xù)遞增的多分辨形態(tài)學梯度提取故障行波波頭的算法。通過對現(xiàn)場測得的實驗數(shù)據(jù)的仿真結果表明，該算法不僅可以快速提取行波信號的奇異點，而且計算簡單，容易實現(xiàn)。
　　（4）利用故障初始行波波頭及反射行波波頭極性的變化判斷故障性質類型，可實現(xiàn)對于開路、短路故障性質的有效識別。
　　綜上所