基于RBFNN的接觸網(wǎng)系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、本文結(jié)合鐵道部科技項(xiàng)目，采用人工智能技術(shù)、可靠性工程方法、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)過程等多學(xué)科相結(jié)合的方法，以寶成線等主要干線為試驗(yàn)基地，對(duì)接觸網(wǎng)主要失效模式和系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行理論分析及應(yīng)用研究，并采用VISUALBASIC6.0和MATLAB編寫了一套接觸網(wǎng)可靠性分析軟件。 概率分布的確定是可靠性分析的前提，本文利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織、自適應(yīng)和很好的容錯(cuò)能力等特性建立了接觸網(wǎng)可靠性分析中概率分布的智能識(shí)別系統(tǒng)，通過仿真實(shí)驗(yàn)，它

2、的總識(shí)別率達(dá)到93.75﹪，并對(duì)接觸網(wǎng)定位裝置故障(維修)時(shí)間進(jìn)行了概率分布的識(shí)別，識(shí)別的結(jié)果為指數(shù)分布，通過回歸分析得到進(jìn)一步的驗(yàn)證，為建立接觸網(wǎng)系統(tǒng)可靠性分析的馬爾可夫模型提供了依據(jù)。 針對(duì)接觸線．受電弓滑板這對(duì)特殊磨擦副的磨耗特性難以確定的問題，論文首次采用改進(jìn)了算法的徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)RBFNN，模擬得到磨耗特性的非線性關(guān)系式，用此關(guān)系式來分析磨耗率隨著外界因素的變化規(guī)律，由于改進(jìn)了算法的RBFNN具有很強(qiáng)的函數(shù)逼近能力，可

3、以任意精確地逼近連續(xù)函數(shù)，因此通過網(wǎng)絡(luò)輸出數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比，獲得了很高的精度。并且利用RBF模擬得到的磨耗率與可靠性理論相結(jié)合，建立了接觸線磨損可靠性分析的數(shù)學(xué)模型，基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理，定量地對(duì)不同型號(hào)的接觸線的磨損可靠性進(jìn)行了評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)，并提出了減少磨損的措施，為接觸線的磨損可靠性研究和設(shè)計(jì)提供了新的方法和理論依據(jù)。 論文利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定了接觸線在不同非對(duì)稱應(yīng)力幅下疲勞極限，并根據(jù)接觸懸掛系統(tǒng)中接觸線的振動(dòng)方程，推導(dǎo)

4、出了接觸線在抬升力作用下的應(yīng)力大小，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法和原理提出了接觸線疲勞可靠性分析和疲勞可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，對(duì)影響接觸線疲勞失效的各種因素進(jìn)行了評(píng)價(jià)與分析。 將有限元數(shù)值分析(FEM)、RBF網(wǎng)絡(luò)(RBFNN)和隨機(jī)模擬法(MonteCarlo)有機(jī)結(jié)合，提出了接觸懸掛各連接部件可靠性分析和設(shè)計(jì)的RBFNN-MC方法。在有限次有限元數(shù)值分析的基礎(chǔ)上，充分利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)高度的非線性映射能力和泛化能力，逼近部件

5、隨機(jī)參數(shù)與響應(yīng)之間的映射關(guān)系，由于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以任意精確地逼近任意連續(xù)函數(shù)，因此在理論上有效解決了中心矩法存在的精度問題，并且此方法不受隨機(jī)變量分布形式和極限狀態(tài)方程非線性的限制，可以獲得較高的計(jì)算精度。把接觸線線夾和套管雙耳這個(gè)失效頻率很高的連接部件作為算例，對(duì)比了中心矩法和RBFNN-MC法的計(jì)算結(jié)果，并就外界因素對(duì)線夾和套管雙耳的可靠性影響進(jìn)行了分析，得出了很多有助于提高可靠性的結(jié)論。 論文在故障跟蹤試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建立