基于狀態(tài)和參數(shù)估計的重載列車ECP系統(tǒng)故障診斷.pdf

1、重載列車ECP制動系統(tǒng)（電控空氣制動系統(tǒng)）的故障診斷，是增加重載列車運行安全性的一個重要補充，對解決列車安全制動問題和提高運輸能力具有重要意義。本文針對ECP制動系統(tǒng)這一復雜的分布式非線性系統(tǒng)，建立ECP制動系統(tǒng)控制模型，提出基于狀態(tài)和參數(shù)估計的故障診斷框架，設計基于自適應估計的故障檢測策略和基于神經(jīng)網(wǎng)絡的故障隔離與辨識方案，實現(xiàn)系統(tǒng)故障的有效檢測、隔離與辨識，為重載列車ECP制動系統(tǒng)運行提供安全保障。
　　首先，提出基于自適應估

2、計的故障檢測策略，提高故障檢測性能，解決由于不確定信號導致的診斷準確度不夠、故障誤報漏報等問題。通過自適應近似技術，建立具有自適應參數(shù)的參數(shù)化模型用于描述不確定信號，利用基函數(shù)和逼近誤差，構造自適應參數(shù)估計器，并調(diào)整更新參數(shù)自適應律，實現(xiàn)對建模偏差、互聯(lián)不確定性等信號的逼近;構造引入不確定信號逼近值的故障檢測狀態(tài)估計器，減少不確定性對殘差的影響，生成魯棒的殘差信號，并通過李雅普諾夫穩(wěn)定性理論，推導能夠保證故障檢測性能的可調(diào)整的時變檢測閾

3、值，最終實現(xiàn)準確的ECP系統(tǒng)故障檢測。
　　然后，提出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡的故障隔離與辨識方案，解決對故障性質大小進行隔離辨識的問題。通過構造神經(jīng)網(wǎng)絡參數(shù)估計器，以最小化瞬時輸出估計誤差為目標，利用梯度下降方法，對權重進行更新，實現(xiàn)未知故障影響的估計。利用估計的故障影響信息，構造相應的故障隔離狀態(tài)估計器，對系統(tǒng)狀態(tài)和輸出進行估計或預測，提出一種基于多殘差生成的故障隔離決策，推導合適的隔離閾值選擇條件，解決故障之間存在微弱影響的問題，最