列車組合定位系統(tǒng)故障檢測與隔離算法的研究.pdf

1、列車定位系統(tǒng)是保證列車運行控制系統(tǒng)可靠工作的基礎。目前常用的是基于多傳感器的列車組合定位系統(tǒng)。此類系統(tǒng)用兩種或兩種以上的定位傳感器對列車位置進行測量，并將測量數(shù)據(jù)融合輸出列車定位信息。組合定位系統(tǒng)可以提高系統(tǒng)的可靠性和容錯能力，利用傳感器的冗余信息進行故障檢測，將正常的子系統(tǒng)進行重構(gòu)，繼續(xù)完成定位任務，因此故障檢測與隔離是保證列車可靠定位的關(guān)鍵技術(shù)。 本文首先分析并比較了主要的故障檢測與隔離算法。詳細論述了基于小波變換的故障檢測

2、與隔離算法，討論了利用故障信號的奇異性來檢測傳感器故障。故障通常表現(xiàn)為輸出信號發(fā)生突變，即信號的奇異點。小波變換的模極大值集中體現(xiàn)了信號的奇異性，可以很好用于信號突變的檢測。傳感器信息經(jīng)過小波變換后，對小波變換的模極大值進行處理，從中提取細節(jié)突變成分，利用基于模糊邏輯的故障檢測策略進行故障的判決，然后按照設置的隔離策略對故障傳感器進行隔離并重構(gòu)系統(tǒng)，繼續(xù)為列車提供定位信息。 為了驗證基于小波變換的故障檢測與隔離算法，本文設計了列

3、車組合定位系統(tǒng)平臺，該平臺集成了用于列車定位的各種傳感器、車載計算機等設備。在該平臺上利用半實物仿真的方法，將GPS/IMU/ODO組合定位的實測數(shù)據(jù)加入特定類型的故障，進行了各種傳感器的故障模擬，然后通過基于小波變換的故障檢測算法，對各類傳感器故障分別檢測，并且測試了無故障檢測算法與有故障檢測算法對系統(tǒng)定位效果的影響。仿真具有一定的實用價值。 實驗證明，通過基于小波變換的故障檢測算法能夠很好的檢測傳感器故障，降低了虛警率與漏檢