一、铁道车辆滚动轴承质量的模糊控制（论文文献综述）
徐聪[1]（2021）在《重载列车运行过程模型预测控制方法研究》文中研究表明作为实现我国铁路现代化的两大重要战略支点,重载运输和高速铁路分别在货运与客运方面蓬勃发展,是助力我国经济发展、实现工业现代化的两架马车。重载列车因牵引车辆数目庞大,导致其运行过程中编组内部车辆的受力情况,相较于动车组列车更为复杂,主要以车钩力的形式表现的车间作用力,其数值大小对列车能否实现安全运行产生直接影响,必须将其控制在一定范围内,防止出现车钩断裂、脱钩、脱轨等事故的发生。传统的重载列车驾驶,多采用司机人为操控模式,常因司机劳动水平差异,出现车钩冲击过大、列车晚点运行等问题。为更好的实现我国铁路货运“多拉快跑”的战略目标,实现在降低司机劳动强度的同时提升铁路货运量这一伟大跨越。研发适应我国货运需求的重载列车自动驾驶控制系统（Automatic Train Operation,ATO）,并将其应用在国内的繁忙干线上已迫在眉睫,成为现阶段技术攻关的重中之重。本文首先建立了重载列车的多质点纵向动力学模型,然后分别应用工业生产中已经被广泛使用的PI控制理论（Proportional Integral Controller,PI）与模型预测控制（Model Predictive Control,MPC）,设计重载列车的ATO控制器,实现列车跟踪既定的速度目标曲线,并分别用BP神经网络（Back Propagation Neural Network,BPNN）+PI控制理论与显式模型预测控制（Explicit MPC,EMPC）分别对其进行改进,最后采用MATLAB/SIMULINK软件进行仿真试验。主要内容如下:（1）在充分考虑重载列车运行过程中,编组内部车间作用力的基础上,分析其运行的机理特性,建立其状态空间方程。确定重载列车具体的编组情况,并选定列车、车辆的型号以及实际的路况信息,在状态空间模型的基础上进行控制器的设计。（2）设计适用于重载列车的PI控制器,实现列车行驶过程中的速度目标曲线跟踪。为进一步提高列车的运行性能,引入BP神经网络算法对其进行改进,设计了基于BPNN+PI控制算法的重载列车ATO系统。仿真试验表明,BPNN+PI控制器的控车效果更好,相对于传统的PI控制器,其各方面性能在一定程度上均得到很大的改善,更能满足实际的行车要求。（3）为更好的考虑重载列车运行过程中的约束条件,实现列车运行过程中对速度目标曲线跟踪的同时,可以达成多个性能指标。引入相对于PI与BPNN+PI控制算法,更加适用于重载列车这类带约束的、复杂大系统的MPC算法,设计了重载列车ATO控制器。为进一步提高控制效果的实时性,引入EMPC控制算法的控制理念,设计了基于EMPC的列车ATO系统。仿真试验表明,采用EMPC控制器的列车运行的更加平稳、最大车钩力变得更小、能耗更低。
孙涌博[2]（2021）在《基于VMD和ANFIS的动车滚动轴承故障诊断研究》文中进行了进一步梳理滚动轴承是高速动车组中极为重要的一个零部件,它工作的环境复杂,面临着多种载荷和不同方式的磨损,是旋转机械中受损率极高的一个零部件,本文以动车组的走行部轴箱轴承为研究对象,深入研究动车组的滚动轴承故障诊断方法,对相关的诊断技术对比,研究和分析,生成一套基于变分模态分解（Variational Mode Decomposition,VMD）和自适应神经模糊系统（Adaptive-Network-based Fuzzy Inference Systems,ANFIS）的动车滚动轴承故障诊断方案,提高了故障诊断的准确率和效率,以降低动车故障的发生率和预防事故的发生。工作内容和成果如下:（1）对滚动轴承故障诊断背景和现状进行研究和总结。对故障的诊断方式,信号处理技术进行了总结和梳理,分析了不同算法和技术的优劣势;研究总结了滚动轴承的构造成份、它产生损伤的机理、故障情况的基本形式和振动信号的特征频率。（2）采取小波包信号分解进行预处理来减少噪音含量。降噪阶段,本文对小波包阈值去噪进行研究,通过对比分析实验得到最佳小波基函数、分解层数、阈值和阈值函数,解决了信号降噪过程中去噪过度和去噪不足的问题,可提高后续研究精度。（3）采用VMD对信号进行分解并提取特征值构建特征向量。对比分析经验模态分解（EMD）、集合经验模态分解（EEMD）、局部均值分解（LMD）和VMD分解方法并进行实验仿真,最终采用VMD算法计算出本征模态函数（Intrinsic Mode Function,IMF）分量,提取不同特征值构建特征向量对ANFIS系统进行输入并分析对比其对系统精确度和稳定性影响,最终寻求到最优特征向量构建来实现VMD与ANFIS系统最适用于滚动轴承故障诊断的应用组合。（4）采用ANFIS算法进行滚动轴承的故障诊断分类。本系统由BP神经网络为学习算法,采用模糊推理的算法技术,能同时得到较好的学习能力与推理能力。（5）通过计算机构建系统框架,以凯斯西储大学的数据进行模拟,测试和改进完善。最终进行实验,通过分析和改进参数配置最优系统设定,使用实验室真实数据验证系统的有效性和准确率。
李龙啸[3]（2021）在《铁路货车列检机制优化研究》文中进行了进一步梳理铁路货运是全国货物运输行业的主力军。近年来,随着我国铁路网的不断延伸与完善,铁路货车的保有量不断上升,铁路货运总量也随之不断增加。在与其他货运方式竞争过程中呈现的趋势是:煤、石油、粮食等大宗产品的运输仍然大部分依靠铁路货运,而一些小型商品的运输市场则被大量分流,致使我国铁路货运货运总量的增长速度逐年下降。因此对铁路货运的管理和其运行的效率提出了更严的标准与更高的要求。随着铁路货运的信息化发展,大量的电子机械、智能装备系统投入使用,使得铁路货车检修与运用的作业手段更为丰富,运用管理方式也更为便捷,但也出现了车辆零件质量故障责任划分模糊、纯人工作业与机检两种作业方式混杂不清、各个路局之间在列车运行区段信息不共享等问题,一线个人劳动强度非但没有降低,反而由于智能化设备的投入使用造成了成本与工作量的增加,安全生产的既有人员组织模式与现场作业环境不匹配,分散了精力,重点不突出;铁路货车运行安全监控（5T）系统作用发挥不明显,造成了极大的浪费和负担。所以铁路货车列检机制的优化势在必行。本文对铁路货车列检机制进行了调研,总结了我国货物列车列检机制所存在的问题,以《铁路货车运用维修规程》为基础,同时结合5T系统等新技术的特点和现场使用情况,提出对现场货车列检机制的改进方案。分别对现场作业以及铁路货车运行安全监控（5T）系统作业进行了优化设计,对于铁路货车运行安全监控（5T）系统作业的优化方案以实时预报故障、降低作业过程中人工参与度为目标,优化了设备安装位置并对货车运行安全监控系统进行完善;对于现场作业的优化方案则从列检作业人员配置、作业范围以及作业方式三个方面进行优化;并提出对到达列车与始发列车作业范围、制动系统额定风压转换中转作业的优化方案。理论和实际优化效果表明,对货车列检作业的优化,可以达到提升效率、人员减负、接车量增加的目的。
赵昀陇[4]（2020）在《基于全轮转向的虚拟轨道列车循迹控制策略研究》文中认为随着我国经济的快速发展,城市人口数量和机动车保有量不断增加,导致城市公共交通需求增加,虚拟轨道列车作为一种非轮轨接触自导向运输工具,具有方便节能、编组灵活、通信管理高效、调配能力强、基础设施成本低等优点。但是,作为一种新型的交通车辆,虚拟轨道列车的走行系统结构、自导向循迹控制策略和动力学性能都有待进一步研究。本文为研究虚拟轨道列车走行系统结构、循迹控制策略及动力学性能,在充分调研国内外相关技术的基础上,设计了虚拟轨道列车的独立悬架方案,将虚拟轨道列车的机械结构和电气系统结合成为一个整体,建立了考虑列车架构特征、胎地耦合、电机驱动特性的虚拟轨道列车系统动力学模型,本文主要内容如下:首先,在调研国内外现有虚拟轨道车辆架构特征与现代车辆悬架技术的基础上,考虑轮毂电机的适配性,得出虚拟轨道列车采用双横臂式独立悬架作为走行结构较为合理的结论,并提出一种可驱动可转向的双横臂悬架结构,完成了双横臂独立悬架及其转向机构的设计方案。然后,基于胎地耦合关系与轮毂电机驱动特征,对虚拟轨道列车模型的机械结构、轮胎力元、路面激励、电机驱动和差速控制等部分进行分析与建模,建立虚拟轨道列车系统动力学模型,并基于全轮转向的特性,结合循迹控制的闭环反馈控制系统,对单车以及三节车编组的虚拟轨道列车循迹控制策略效果从循迹精度、车轮摆振和侧滑等方面进行分析研究,研究认为单车通过全轴横向偏差控制即可达到较好的循迹效果,三节车编组时采用基于多刚体平面运动规律控制,相比全轴横向偏差控制和横向偏差与冲角混合控制能够达到更优的循迹效果,相比全轴横向偏差控制策略其车轴处最大横向偏差、车轮最大偏转角、车轮最大侧向滑移指标分别降低了48%、25%、63%,各指标较横向偏差与冲角混合控制策略分别降低了33%、25%、54%。最后,基于建立的虚拟轨道列车系统动力学模型和优化后的循迹控制策略,仿真分析预测虚拟轨道列车在直线、R500 m大半径曲线和R20 m小半径曲线上运行时的动力学性能,经过计算分析,认为虚拟轨道列车在直线和曲线上的平稳性和舒适度优良,安全性指标小于标准规定的限度值,但列车在过小曲线时应当注意适当降低列车的行驶速度,以保持较好的横向平稳性、乘坐舒适度与安全性。
熊颉[5]（2020）在《轨道交通装备滚动试验台一体化测试技术研究》文中指出近年来,轨道交通装备滚动试验台因其更少的人力物力试验成本、更宽松和安全的试验环境、更灵活的试验条件,逐渐模拟轨道交通装备线路动态试验,大大地缩短了轨道交通车辆的研发周期,为轨道交通车辆实现更快速、更安全、更高效的开行提供了强有力的试验基础。基于滚动试验台实行轨道交通装备动态特性试验需要配套相关的试验技术,这也是制约这一方法继续发展的重要因素。因此,本文基于滚动试验台,对轨道交通装备电气牵引与制动、车辆能耗测试及阻力模拟和空气制动三种动态试验的相关技术进行了研究,并提供了可供选择的滚动试验台总体设计方法。论文的主要研究内容如下:基于动车组和地铁车辆的电气牵引与电制动模型,对电气牵引与制动试验的变流器、电机及齿轮箱设计进行分析,明确了能源回馈节能设计和光伏能源效率优化的供电系统研究目标。能源回馈设计中,车轮对带动滚动试验台轨道轮转动,将机械能传递到负载电机,使电能回馈到单相交流电源系统。效率优化设计采用一种集Г-Z源升压变换器、双有源桥式变换器、LCL滤波器的无源集成DC/AC变换器,以提高光伏微逆变器的稳定性和系统传输效率。为了实现不同轨道交通装备的电气牵引与制动试验设备选型,设计一套基于变频交流电机的传动系统机械特性曲线设计方法,以快速完成试验台与被试系统的特性、参数匹配,实现试验台陪试变频交流电机、齿轮箱的快速选型,并在滚动试验台上实现了动车组和地铁车辆的电气牵引与制动特性验证。为了使轨道交通装备在滚动试验台上实现与线路测试相同的能耗测试试验。利用传统控制参数化方法研究以位移为自变量的列车节能操纵问题,提出无限维限速约束和非光滑牵引力边界约束的处理策略,将列车节能操纵问题转化为非线性规划问题。在定点定速的基础上,引入自动控制方法,模拟一条轨道交通线上行线路实现能耗测试试验的过程控制。采用斜率控制算法约束车辆速度在转矩速度曲线的包络线以内,达到车辆速度的稳定控制。并以地铁车辆为例,为实现轨道交通装备在滚动试验台上模拟运行阻力及能耗测试,提供测试手段和方法。为了实现基于滚动试验台的轨道交通装备空气制动动态测试,引入电惯量模拟的思想,控制车辆制动过程中电机的输出来模拟产生与机械飞轮惯量等效的制动效果,实现惯量的无级调节。为了实现电惯量快速模拟和电机转速的快速跟踪,设计一种基于滑模变结构异步电机直接转矩控制方法,通过滑模变结构转矩磁链控制器减小速度调节器对系统参数的变化和外界干扰的敏感程度。同时在电惯量的基础上匹配机械飞轮惯量模拟,以自动补偿由机械系统阻力引起的误差,提高惯量模拟精度。并以动车组为例完成空气制动功能设计和软件控制,实现轨道交通装备空气制动动态测试在滚动试验台上的试验。针对整车滚动试验台的主体构成、系统设计、参数推理等完整设计过程进行总结,分析不同被试品和不同试验项目的滚动试验台设计的异同特征,建立一套完整的适用于轨道交通装备动态特性测试的滚动试验台设计方法。研究滚动试验台的总体设计、电气系统、机械系统及主要部件设计方法,并对试验系统的牵引基本参数、机械参数和电气参数等特性参数进行详细推理计算,完成传动单元参数、轨道轮参数、电机的主要参数和牵引/制动工况核算。最后设计牵引系统、干线机车车辆、高速动车组列车单元和养路车辆等四类牵引系统试验台和滚动试验台的总体参数及功能,为满足不同试验装备和不同试验类型的滚动试验台测试提供选择。
金天贺[6]（2020）在《基于磁流变技术的高速列车半主动悬挂系统研究》文中研究表明针对高速列车运行速度提高后车辆振动加剧、轮轨磨耗后车辆易发生蛇行失稳、提速过程中车体横向共振等问题,开展基于磁流变（Magneto-rheological,MR）技术的高速列车半主动悬挂系统研究,旨在提高车辆的乘坐舒适性,从悬挂系统角度保证列车的行驶安全性和运行稳定性。磁流变液（Magneto-rheological fluid,MRF）是一种新型智能材料,基于MR技术设计新型半主动减振器结构,可以为高速列车装备具有可控参数性能的半主动悬挂系统,并达到与主动悬挂系统同等的减振效果,且具有结构简单、能耗小、响应快和安全性高等优点。但基于MR技术的高速列车半主动悬挂系统还存在很多亟待解决的科学问题,针对高速列车运行过程中遇到的失稳风险高、平稳性低等工程实际问题也存在很大的研究空白,一些理论和实际应用问题仍需要进一步解决。基于此,本文以降低高速列车振动、提高车辆运行稳定性为研究目的,采用理论分析、仿真计算和试验研究相结合的方法,研究了可控刚度或阻尼MR减振器设计、半主动悬挂系统与控制策略设计、试验测试与评估等内容。具体研究工作包括以下几个方面:1、高速列车可变刚度（Variable stiffness,VS）悬挂系统适应性研究。随着列车运行速度的提高,轨道激励频率逐渐增大,在某一运行速度时轨道激励频率等于车辆横向固有振动频率,导致车体发生横向共振现象,极大地威胁列车的运行安全性、降低车辆的乘坐舒适性。由于主要研究列车的横向动力学性能,为了更好地展现车体横向共振这一现象,故根据某型轨道列车参数、利用数值计算软件Matlab/Simulink有针对性地建立了包含VS-MR二系横向减振器的轨道车辆17自由度横向动力学经典模型,设计了避免车体横向共振的on-off开关控制策略,在车体发生横向共振时切换二系悬挂系统的横向刚度值,通过改变刚度来改变车体横向固有振动频率,从而实现避免车体横向共振的目的。结果表明采用VS二系横向悬挂系统可有效避免列车车体横向共振、大幅降低车辆横向振动传递率和车体振动加速度,与被动悬挂系统相比,车体的横向加速度、摇头加速度和侧滚加速度均方根（Root mean square,RMS）值分别降低40.41%、17.5%和42.75%。2、高速列车可变阻尼（Variable damping,VD）悬挂系统适应性研究。列车在高速运行的过程中,车辆振动幅值大幅增加、安全性和乘坐舒适性降低,且由于我国高速铁路线路具有曲线线路多变、线路跨距大等特点,列车在运行过程中也会遇到平稳性和稳定性降低的问题,基于此,开展了VD二系悬挂系统研究。为更加真实地模拟轨道车辆的运用状态,利用多体动力学软件Simpack建立了高速车辆46自由度动力学模型,并充分考虑车辆系统的多种非线性因素和实测轨道激励。仿真计算结果表明高速列车采用VD抗蛇行减振器和VD二系横向减振器来控制抗蛇行阻尼和二系横向阻尼参数的变化,使它们达到优良的组合阻尼参数,可明显提高车辆动力学性能,使得车体横向加速度、平稳性指标、脱轨系数、轮轨横向力和磨耗功率最值相对于标准阻尼参数分别降低16.4%、14.0%、17.2%、3.9%和85.4%,非线性临界速度达640 km/h。采用VD抗蛇行减振器,可使高速列车更好地适用于不同运用工况,使车辆始终保持较好的运行性能,明显提高车辆乘坐舒适性并保障运行安全性,车体摇头加速度、转向架横摆和摇头位移分别降低40.2%、29.0%和51.3%。针对在直线工况中随着车速增加应适当提高抗蛇行阻尼,而随着通过曲线半径减小应适当降低抗蛇行阻尼这一相互矛盾的问题,通过监控车辆动力学参数判断车辆运行工况,采用VD-MR抗蛇行减振器,并根据不同运行工况控制相应的阻尼力,可为解决该矛盾寻找新途径。3、高速列车可变刚度可变阻尼（Variable stiffness variable damping,VSVD）悬挂系统适应性研究。不同轮轨接触状态时车辆的动力学性能不同,抗蛇行减振器主要影响车辆的横向动力学性能和蛇行运动稳定性。普通油压减振器由于油压液泄漏、橡胶节点老化等因素会导致抗蛇行刚度和阻尼参数发生变化,且随着列车运行速度的大幅提高（尤其超过300 km/h后）,外部激扰频率会增加并接近或超过车辆/轨道系统固有频率,从而导致轮轨相互作用增强、列车整体或局部共振以及构架失稳等。因此,开展了VSVD抗蛇行减振器对轮轨磨耗的适应性研究,建立了基于MR技术的VSVD抗蛇行减振器动力学数学模型,通过动力学软件Simpack和Matlab/Simulink联合仿真,设计了可避免轮轨磨耗接触状态不良时构架蛇行失稳的模糊控制算法。结果表明通过控制抗蛇行减振器的刚度和阻尼参数可大幅改善磨耗轮轨接触不良时的车辆运行性能,保证构架不发生蛇行失稳,与安装被动悬挂系统的车辆相比,车体横向加速度和摇头加速度分别降低22.4%和25.5%,构架横向加速度和摇头加速度分别降低16.0%和65.6%,脱轨系数、轮轨横向力和轮对横向位移分别降低53.9%、40.8%和20.6%。4、高速列车可变刚度（VS）悬挂系统有效性试验研究。为验证高速列车安装可控刚度二系横向悬挂系统的有效性,首先,设计加工了一个1/8比例轨道车辆模型、设计加工了两个VS-MR减振器;然后设计了一个可用于该车辆模型的VS半主动悬挂系统并搭建了车辆振动测试平台;随后,基于on-off开关和短时傅里叶变换（Short-time Fourier transform,STFT）算法设计了避免车体横向共振的控制策略;最后,进行了试验研究和评估。试验结果表明,所设计的VS-MR减振器具有优良的刚度可控性,当线圈电流从0增加到0.8 A时,等效刚度系数增大了3.7倍,突破了一般MR减振器仅阻尼参数可控的瓶颈;所设计的VS半主动悬挂系统及其控制算法可有效避免车体横向共振,与被动悬挂系统相比,振动传递率大幅降低,尤其是在共振频率附近,在谐波激励和随机激励下的车体横向加速度RMS值降低幅度均超过了22%。5、高速列车多功能可变刚度可变阻尼（VSVD）半主动悬挂系统设计与试验评估。首先设计了VS-磁流变弹性体（Magneto-rheological elastomer,MRE）隔振器和VD-MR阻尼器;然后设计制造了一个高速列车VSVD半主动悬挂系统,该悬挂系统包括四个VS-MRE隔振器和两个VD-MR阻尼器;随后设计了多功能VSVD半主动悬挂系统的控制算法,包括基于on-off开关及STFT算法的VS控制器和基于天棚阻尼（Sky-hook）的VD控制器。试验测试结果表明,所设计的多功能VSVD半主动悬挂系统不仅可有效避免车体横向共振,而且可大幅降低车体横向振动加速度;在谐波振动激励作用时,与被动（开关关闭）悬挂相比,被动（开关打开）悬挂、VS悬挂、VD悬挂和多功能VSVD半主动悬挂的车体加速度RMS值分别降低了54.7%、41.6%、56.7%和68.8%;在较宽的振动频率范围内,多功能VSVD悬挂具有最佳的振动衰减能力和最小的振动传递率,可有效避免车体横向共振;在随机激励作用时,与被动（开关关闭）悬挂系统相比,VS悬挂、VD悬挂和多功能VSVD悬挂系统的车体加速度RMS值分别降低了31.3%、44.2%和55.7%。多功能VSVD半主动悬挂系统表现出了最佳的减振性能,且具备应用于实际高速列车悬挂系统的可拓展性以及较高的故障失效安全可靠性。
查浩[7]（2020）在《高速列车轴箱轴承动力行为研究》文中进行了进一步梳理随着高速列车的快速发展,高速列车各关键零部件的自主创新是“制造强国”和“一带一路”战略实施的重要支撑。轴箱轴承作为高速列车关键零部件之一,如果运行过程中出现故障易引发轴温报警,导致列车降速运行甚至紧急停车,从而影响线路的正常运行造成经济损失。当前高速列车所有的轴箱轴承均是进口产品,轴箱轴承国产化是高速列车发展亟需解决的课题之一。轴箱轴承在运用过程中其内圈与轮对相连,外圈匹配在轴箱座或箱体内与一系悬挂相连,再与构架侧梁相连接,这些部件的动态特性是相互耦合的。本文从车辆系统动力学和轴承动力学的角度出发来研究车辆与轴承的相互作用关系,主要研究工作及结论如下:1、建立包含轴箱轴承的车辆-轨道系统动力学模型。其中轴承考虑为6自由度滚子和6自由度保持架模型,车体、构架、轮对均考虑为刚性模型,钢轨考虑为欧拉梁的连续离散支撑梁模型,采用模态叠加的方法进行求解。通过与常规模型比对的方法来验证所建模型的可信性。由于常规车辆-轨道耦合模型通常将轮对和轴承作为一个整体,本模型将轮对和轴箱分开,对比研究发现轮对和轴箱振动加速度幅值上较为接近,但轴箱垂向加速度幅值比轮对垂向加速度幅值稍大,轴箱横向加速度幅值比轮对横向加速度幅值略小。2、对高速列车轴箱轴承振动特性进行研究。结果表明:轨道激扰对滚子滚道接触载荷有影响,且在非承载区,滚子与外圈滚道会发生接触,接触载荷与速度呈平方关系。不同车速下,外圈受到的接触载荷均值差异不明显,但标准差差异明显,且车速越快,标准差越大。轮轨激扰会使滚子与保持架碰撞力增大,滚子与保持架发生径向碰撞尤为明显,同时轮轨激扰也会加剧保持架的打滑,甚至出现负打滑的情况。3、结合损伤理论和滚子滚道接触载荷值,提出基于累积损伤的轴箱轴承疲劳寿命计算模型。结果表明:车速越快,损伤增长速率越大,导致轴承寿命缩短。轨道激扰大小对轴箱轴承的累积损伤和疲劳寿命影响明显,轨道激扰越大,损伤越大且损伤增长速率越大,轴承寿命越短。相比于车速和轨道激扰,曲线半径对轴箱轴承的累积损伤和疲劳寿命影响较小。4、基于车轮踏面缺陷模型,研究踏面缺陷下轴箱轴承的冲击响应。车轮踏面缺陷模型采用车轮圆周半径变化的方法建模。结果表明:车轮扁疤会对外圈滚道接触载荷产生影响,在车轮进入扁疤区域时产生的冲击载荷的作用效果为减小滚子外圈接触载荷,在车轮离开扁疤区域时产生的冲击载荷的作用效果为增大外圈接触载荷。随着扁疤长度增加,车轮在进入和离开扁疤区域,滚子外圈受到的冲击载荷均增加。车轮不圆顺激扰引起滚子滚道接触载荷规律性波动,在不圆顺激扰条件下,滚子外圈接触载荷相较于无不圆顺激扰增大约21.5%。5、研究轴承滚道局部故障和表面波纹度下车辆系统的响应。轴承故障采用滚子滚道表面位置变化来体现。结果表明:局部故障下,由于缺陷长度、缺陷宽度、缺陷深度的不同,轴承会出现一次冲击或者二次冲击现象。一次冲击时,处于缺陷区域中的滚子依然承载。二次冲击时,处于缺陷区域的滚子不承载而导致滚道其余承载区中的滚子受载增大。在外圈有波纹度时,轴箱垂向振动加速度包含外圈故障频率频率fbsfo及其倍频。当波纹度阶数等于滚子数的整数倍时,轴箱垂向振动加速度在外圈故障频率fbsfo处振动加速度幅值最大。在内圈有波纹度时,轴箱垂向振动加速度包含内圈故障频率fbsfi和内圈转动频率fi组合的频率及其倍频。当波纹度阶数接近滚子数的倍数时,轴箱垂向振动加速度明显增大。6、依据实测的轴承外圈轮廓线的变化,研究滚子滚道间非赫兹接触和轴承寿命问题。结果表明:当滚子和滚道轮廓线均未修形时,滚子两端会出现明显的应力集中现象,且滚子小端接触应力大于滚子大端接触应力。当滚子与外圈滚道都有修形时,轴承在刚开始使用时,滚子与外圈滚道为凸凸接触,随着列车运营里程的增加,当轴承运行超过120万公里时,滚子与外圈滚道由凸凸接触转换为凸凹接触。滚子滚道的轮廓外形对轴承寿命影响明显,滚子滚道接触应力越大对应的轮廓外形,轴承寿命越短。
庄娇娇[8]（2019）在《高速变轨距列车动力学性能优化及半主动控制策略研究》文中研究表明随着经济文化的迅速发展,跨国以及跨地区间客流和货运需求随之增加,我国经济发展与世界各国关系密切,不可避免地需要借助铁路联运工具。但我国与大部分周边国家采用不同的轨距线路,严重阻碍了我国的国际联运发展以及“一带一路”的进程。根据西班牙、日本、波兰等国家的实践经验,采用变轨距转向架是实现不同轨距联运的有效措施。目前,我国在变轨距转向架方面的研究尚不成熟,特别是高速变轨距列车方面还处于研发中,这表明研究和生产适应我国国情的变轨距转向架任务艰巨且迫在眉睫。此外,在不同轨距线路下,高速列车的运行质量必定受到影响,尤其在高速运行环境轮/轨间的不断作用会严重影响列车的运行平稳性和安全性。若要同时保证高速变轨距列车在不同轨距线路上的运行平稳性能,必然对悬挂系统提出更高的性能要求。为此,针对常规被动悬挂系统的局限性,采取半主动控制的悬挂系统是十分必要的。本文以高速变轨距列车作为研究对象,以车辆动力学理论为指导,对变轨距转向架及地面变轨配套装置的关键结构设计、车辆动力学建模、变轨距列车动力学性能优化与预测、半主动悬挂系统控制策略等方面进行研究,论文的主要研究内容如下:1、变轨距转向架及其地面配套装置的设计根据高速变轨距转向架的设计要求,设计变轨距转向架及其地面配套装置,并对转向架关键结构进行强度分析与校核。基于系统动力学理论搭建变轨距轮对与地面配套装置的刚柔耦合模型,分析变轨距轮对和解锁-锁紧装置在变轨过程中的动力学特性,验证本文设计的高速变轨距转向架及其地面配套装置的可行性。2、变轨距车辆动力学建模将车辆模型简化为7刚度42自由度的多刚体系统,通过对每个刚体进行受力分析,推导一系、二系悬挂系统的作用力模型,进而构建轨道车辆动力学模型。考虑车辆运行时的轮轨关系,建立轮轨接触模型,并提出一种基于小波理论的轨道不平顺信号模拟方法。基于Simpack搭建高速变轨距车辆动力学仿真模型,为研究变轨距车辆的动力学性能优化以及半主动悬挂系统控制策略提供基础。3、高速变轨距列车动力学性能优化与预测基于车辆动力学仿真模型仿真分析高速变轨距列车在不同轨距下的各项动力学性能指标,并采用参数试验法对变轨距转向架的一系、二系悬挂参数和车轮踏面类型进行优化分析,得到最优悬挂参数组合以及车轮踏面类型;进一步预测高速变轨距列车的运行稳定性、运行平稳性和曲线通过性能,根据车辆动力学性能评价指标分析车辆各项动力学性能指标是否满足标准要求。4、列车悬挂系统半主动控制方法研究研究车辆半主动悬挂系统的控制方法是改善高速变轨距列车运行平稳性的重要措施。基于滑模变结构控制和分数阶理论搭建1/4车分数阶天棚阻尼控制的滑模参考模型,进而提出基于分数阶天棚阻尼参考模型的双滑模面滑模半主动控制方法和模糊RBF的滑模半主动控制方法,通过设计双滑模面滑模控制器和FRBF-SMC控制器对1/4车悬挂系统进行半主动控制,对这两种方法的控制效果进行对比分析。5、变轨距列车整车悬挂系统半主动控制策略研究将FRBF-SMC半主动控制方法应用于变轨距转向架的垂向空气弹簧和横向MR阻尼器的半主动控制系统,分析空气弹簧及MR阻尼器的FRBF-SMC半主动控制策略的具体实现方式,构建高速变轨距列车悬挂系统半主动控制的整车联合仿真模型,对不同轨距线路下变轨距车辆的运行平稳性、运行稳定性和曲线通过性能进行分析,验证整车半主动控制策略的有效性。
田英[9]（2019）在《车轮表面模拟损伤的振动测试与分析研究》文中研究说明随着高速和重载铁路的快速发展,车轮损伤问题变得越来越严重,不仅影响列车乘车舒适性,而且严重会影响列车安全性。因此,开展车轮表面损伤的振动测试和分析,为保障铁路运行安全和可靠性,提供重要的理论支撑和技术指导,具有非常重要的意义。本论文分别模拟车轮表面滚动疲劳损伤、早期损伤、剥离程度、擦伤退化试验,开展了振动测试和分析,实现检测车轮表面损伤。同时开展了现场工况下车轮多边形损伤的振动分析,验证了模拟试验的有效性。探讨了在线检测的方法,为在线检测车轮损伤提供一定借鉴价值。本论文取得的主要成果及结论如下:（1）开展不同切向力条件下车轮表面滚动疲劳损伤和振动特征分析。随着切向力增大,车轮的表面损伤发生变化,由轻微的疲劳裂纹经过起皮过渡到较严重的剥离损伤。利用局部均值分解的多重分形方法,对车轮表面滚动疲劳损伤的振动信号进行分析,区分车轮不同损伤。（2）针对车轮早期损伤信号微弱,难以检测的问题,利用多重分形KPCA和LSSVM的方法,通过共振稀疏分解进行降噪,突出车轮状态信号冲击成分,结合多重分形和核主成分方法,提取了特征集,构建LSSVM车轮早期损伤状态模型,实现了分类和诊断。（3）基于VMD方法具有精度高,收敛速度快等优势,但需要人为设定分解个数参数,提出确定VMD分解个数的方法;结合改进多尺度排列熵的优势,提出改进多尺度排列熵偏均值方法,获得特征信息,结合PSO-ELM进行车轮剥离程度识别,并与遗传优化极限学习机（GA-ELM）、极限学习机（ELM）方法结果对比,识别精度与效率得到提高。（4）利用三种流行学习算法ISOMAP、LLE和LLTSA方法进行高维数据的维数降维,对比获得最优降维结果,利用KELM方法,对车轮擦伤退化进行识别。（5）提出欧式距离和互相关系数相结合优选分量,分别利用EWT和VMD方法进行分解,并计算其最优分量的多尺度模糊熵,对比构建特征向量,输入PSO-ELM,并与PSO-LSSVM进行比较,通过试验室车轮损伤和现场工况下车轮损伤振动分析,验证了模拟试验方法的有效性。
王裕峰[10]（2019）在《融合多传感器的故障诊断方法研究》文中指出滚动轴承是支撑机械旋转的一个关键零部件,一旦发生故障,将会直接影响到整个系统的平稳运转,甚至可能造成巨大的经济损失和安全事故。传统机械故障的检修方法是定期计划检修,其特点是耗时费力、成本高昂。当前,基于零部件状态来决定是否对机械设备进行维修的状态修是各国进行大型设备检修的主流方法。随着我国重载货车地对车安全监控预警系统（4T）的建立,以及近几年大数据和深度学习技术的不断发展,基于数据驱动的故障诊断技术能够在重载货车状态修上发挥重要的作用。4T系统由货车滚动轴承振动诊断系统（TADS）、货车红外线轴温检测系统（THDS）、货车运行状态地面监控系统（TPDS）、货车运行故障图像检测系统（TFDS）四个子系统组成,本文充分利用从4T上挖掘的重载货车关键零部件运行状态数据,建立融合多传感器特征的故障诊断模型,经过实验分析,该方法能够实现对滚动轴承的精确故障诊断。本文具体的工作内容如下:（1）挖掘THDS、TPDS、TADS的温度、压强、偏移量、时域信号等特征作为模型输入,同时使用缺失值填充、特征去冗、离群值修正等特征预处理技术处理特征中存在的缺失数据和噪声数据。本文使用GBDT对特征进行重要性排序,并与XGBoost模型进行结合,提出GD-XGBoost分类模型对滚动轴承进行故障诊断。（2）挖掘TADS的振动信号,由于滚动轴承的振动信号具有非平稳、非线性特点,先使用Hilbert-Huang变换提取信号的Hilbert边际谱特征,作为模型的输入。本文对DenseNet网络结构进行改进,改变卷积、池化层的参数使其能处理一维序列;引入Inception模块来拓展网络宽度,使用不同大小的卷积核来提取信号不同尺度的特征,提出1D-DenseNet神经网络结构对滚动轴承振动信号进行故障诊断。（3）针对使用单源模型对滚动轴承进行故障诊断可能存在的不确定性问题,本文使用D-S证据理论对以上两个单源故障诊断模型进行决策层结果融合,进一步提升了滚动轴承故障诊断模型的诊断精度和抗干扰性。最后将本研究进行系统实现,作为铁路货车状态修诊断决策系统的一部分。
二、铁道车辆滚动轴承质量的模糊控制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、铁道车辆滚动轴承质量的模糊控制（论文提纲范文）
（1）重载列车运行过程模型预测控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.1.1 重载运输的定义 |
| 1.1.2 实现重载运输的方法 |
| 1.2 课题涉及领域研究现状 |
| 1.2.1 重载列车的人工驾驶方式 |
| 1.2.2 列车自动驾驶研究现状 |
| 1.2.3 PID控制方法研究现状 |
| 1.2.4 模型预测控制研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 重载列车的动力学模型 |
| 2.1 重载列车运行受力分析 |
| 2.1.1 列车牵引/电制动力 |
| 2.1.2 列车空气制动力 |
| 2.1.3 列车运行阻力 |
| 2.1.4 车钩力 |
| 2.2 建立重载列车的动力学模型 |
| 2.2.1 多质点模型的线性化处理 |
| 2.2.2 多质点线性模型的状态空间方程 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 重载列车的BPNN+PI控制器设计 |
| 3.1 重载列车的PI控制器设计 |
| 3.1.1 控制器的结构 |
| 3.1.2 控制率的求解 |
| 3.1.3 数值仿真 |
| 3.2 重载列车的BPNN+PI控制器设计 |
| 3.2.1 控制器的结构 |
| 3.2.2 控制率的求解 |
| 3.2.3 数值仿真 |
| 3.3 两种控制器的对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 重载列车的EMPC控制器设计 |
| 4.1 列车运行约束条件 |
| 4.2 性能指标函数的设计 |
| 4.3 重载列车的MPC控制器设计 |
| 4.3.1 控制器的结构 |
| 4.3.2 控制率的求解 |
| 4.3.3 数值仿真 |
| 4.4 重载车的EMPC控制器设计 |
| 4.4.1 控制器的结构 |
| 4.4.2 控制率的求解 |
| 4.4.3 数值仿真 |
| 4.5 两种控制器的对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历 在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（2）基于VMD和ANFIS的动车滚动轴承故障诊断研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 动车组滚动轴承国内外研究现状 |
| 1.2.1 动车组滚动轴承应用情况 |
| 1.2.2 国内外滚动轴承监测技术与系统 |
| 1.3 滚动轴承故障诊断方法研究现状 |
| 1.3.1 滚动轴承故障诊断方法分类 |
| 1.3.2 基于信号分析进行故障诊断 |
| 1.3.3 基于计算机的模式识别智能算法 |
| 1.4 研究主要内容 |
| 1.4.1 研究目标与内容 |
| 1.4.2 研究技术路线 |
| 2 动车滚动轴承故障机理分析 |
| 2.1 滚动轴承的基本结构和失效形式 |
| 2.2 滚动轴承产生振动的机理与故障诊断 |
| 2.2.1 滚动轴承的振动机理 |
| 2.2.2 滚动轴承故障诊断思路 |
| 3 基于小波包分解的预处理降噪 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 小波包预处理降噪技术 |
| 3.2.1 小波变换基本原理 |
| 3.2.2 小波包分解和重构理论 |
| 3.3 小波包阈值去噪算法和仿真 |
| 3.3.1 小波包去噪原理和方法 |
| 3.3.2 小波包阈值去噪算法 |
| 3.3.3 仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于VMD的滚动轴承振动信号分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 VMD算法及其特点 |
| 4.3 基于VMD的滚动轴承振动信号仿真分析 |
| 4.3.1 振动信号故障特征量 |
| 4.3.2 EMD、EEMD和 VMD的对比仿真分析 |
| 4.3.3 滚动轴承振动信号的VMD测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于BP算法ANFIS系统的滚动轴承故障诊断 |
| 5.1 相关理论基础 |
| 5.1.1 ANFIS理论与模型 |
| 5.1.2 BP神经网络 |
| 5.2 基于ANFIS的仿真分析 |
| 5.2.1 三角函数模拟信号的ANFIS拟合 |
| 5.2.2 带有测试集的离散点ANFIS测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 6.滚动轴承故障诊断实验分析 |
| 6.1 实验数据采集 |
| 6.1.1 实验设备介绍 |
| 6.1.2 轴承数据采集 |
| 6.2 基于VMD的轴承故障特征提取 |
| 6.2.1 加载轴承振动信号 |
| 6.2.2 基于VMD进行信号分解 |
| 6.3 基于ANFIS的滚动轴承故障诊断 |
| 6.3.1 特征向量对比实验和优化 |
| 6.3.2 ANFIS最佳参数选取 |
| 6.4 实验结论 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）铁路货车列检机制优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外铁路货车列检作业方式及优势 |
| 1.2.2 我国铁路货车列检作业的发展历程 |
| 1.2.3 铁路货车列检作业研究现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容、目标及方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究重点与思路 |
| 1.3.3 研究方法 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 列检现场作业现状 |
| 2.1 列检现场作业范围 |
| 2.1.1 始发列车人工检查范围和质量标准 |
| 2.1.2 中转列车人工检查范围和质量标准 |
| 2.1.3 到达列车人工检查范围和质量标准 |
| 2.2 列检现场作业标准 |
| 2.3 列检现场作业时间 |
| 2.4 列检现场作业现状分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 铁路货车运行安全监控系统(5T)作业现状 |
| 3.1 铁路货车运行安全监控系统的检测对象 |
| 3.2 铁路货车运行安全监控系统技术要求 |
| 3.3 图像检测系统(TFDS)作业范围 |
| 3.3.1 到达、中转列车TFDS动态检查范围和质量标准 |
| 3.3.2 通过列车TFDS动态检查范围和质量标准 |
| 3.4 铁路货车运行安全监控系统(5T)动态作业现状分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 铁路货车列检机制优化 |
| 4.1 铁路货车运行安全监控系统(5T系统)优化 |
| 4.1.1 TFDS设备安装位置优化 |
| 4.1.2 铁路货车运行安全监控系统的完善 |
| 4.2 列检现场作业优化 |
| 4.2.1 对运用规程的优化 |
| 4.2.2 额定风压转换作业优化 |
| 4.2.3 优化人员架构 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 编组站列检作业效率仿真分析 |
| 5.1 离散系统仿真要素与过程 |
| 5.2 排队论模型 |
| 5.3 编组站到达解体系统分析 |
| 5.4 到达列车列检技术作业过程时间分析 |
| 5.5 铁路编组站列检作业仿真模型 |
| 5.5.1 模型概率输入量建模 |
| 5.5.2 模型可控输入量建模 |
| 5.5.3 模型输出指标 |
| 5.6 铁路编组站到达列检作业仿真系统逻辑模型 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 列检机制优化效果分析 |
| 6.1 人员架构优化方案实施现状 |
| 6.2 额定风压转换作业优化方案实施现状 |
| 6.3 TFDS设备安装位置优化方案实施现状 |
| 6.4 列检机制优化效果分析 |
| 6.4.1 优化前列检效率 |
| 6.4.2 优化后列检效率 |
| 6.4.3 优化效果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（4）基于全轮转向的虚拟轨道列车循迹控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外相关技术现状 |
| 1.2.1 虚拟轨道列车技术现状 |
| 1.2.2 独立悬架技术现状 |
| 1.2.3 循迹控制技术现状 |
| 1.3 本文主要内容与技术路线 |
| 第2章 虚拟轨道列车悬架设计 |
| 2.1 悬架系统概述 |
| 2.1.1 悬架的组成元件 |
| 2.1.2 悬架的类型 |
| 2.2 虚拟轨道列车独立悬架方案设计 |
| 2.2.1 独立悬架选型 |
| 2.2.2 可驱动转向双横臂悬架方案 |
| 2.3 悬架弹性特性匹配 |
| 2.3.1 悬架偏频、刚度与静挠度 |
| 2.3.2 悬架弹性特性调制 |
| 2.4 悬架合理性验证 |
| 2.4.1 双轮平行跳动工况 |
| 2.4.2 悬架转向特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 虚拟轨道列车动力学模型建立 |
| 3.1 胎地耦合模块 |
| 3.1.1 轮胎模型 |
| 3.1.2 路面激励 |
| 3.2 驱动控制模块 |
| 3.2.1 轮毂电机 |
| 3.2.2 电机驱动模块 |
| 3.2.3 差速控制模块 |
| 3.3 列车其他特征 |
| 3.3.1 全轮转向 |
| 3.3.2 车铰装置 |
| 3.4 虚拟轨道列车系统动力学模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 虚拟轨道列车循迹控制策略研究 |
| 4.1 循迹控制介绍 |
| 4.1.1 基于横向偏差的控制 |
| 4.1.2 基于车轮冲角的控制 |
| 4.1.3 PID控制器 |
| 4.2 循迹控制策略仿真分析 |
| 4.2.1 单车循迹控制策略 |
| 4.2.2 三车编组循迹协调控制策略 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 虚拟轨道列车动力学性能分析 |
| 5.1 平稳性及舒适度 |
| 5.1.1 直线工况 |
| 5.1.2 曲线工况 |
| 5.2 安全性 |
| 5.2.1 直线工况 |
| 5.2.2 曲线工况 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间的主要成果及承担的科研项目 |
| 学位论文数据集 |
（5）轨道交通装备滚动试验台一体化测试技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外机车滚动试验台建设概述 |
| 1.2.2 国内机车滚动试验台建设概述 |
| 1.2.3 轨道交通装备电气牵引技术研究现状 |
| 1.2.4 轨道交通装备制动技术的研究现状 |
| 1.2.5 轨道交通装备轨道交通节能优化技术研究现状 |
| 1.3 试验台架上实现试验项目分析 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 第2章 试验台架上轨道交通装备电气牵引/制动特性试验技术 |
| 2.1 动车组的电气牵引与制动原理 |
| 2.1.1 基于动车组CRH2 的电气牵引与制动方式原理分析 |
| 2.1.2 动车组牵引电制动计算与特性曲线 |
| 2.2 地铁车辆的电气牵引与制动原理 |
| 2.2.1 地铁车辆牵引与制动原理分析 |
| 2.2.2 地铁车辆牵引与制动计算 |
| 2.3 电气牵引及电气制动试验原理设计 |
| 2.3.1 试验方法设计 |
| 2.3.2 试验台基础设备原理及能源回馈设计 |
| 2.4 光伏DC/AC逆变器无源集成设计 |
| 2.4.1 拓扑结构组成部分特性分析 |
| 2.4.2 集成单元结构构成及连接方式 |
| 2.4.3 集成单元参数化设计 |
| 2.4.4 仿真验证 |
| 2.5 基于变频交流电机特性曲线快速匹配设计 |
| 2.5.1 传动系统特性匹配设计方法 |
| 2.5.2 电机特性曲线设计流程 |
| 2.6 不同轨道交通设备的电气牵引试验结果 |
| 2.6.1 动车组牵引/制动特性试验验证 |
| 2.6.2 地铁车辆牵引/制动特性试验验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于整车滚动试验台的全线路阻力模拟及能耗试验技术 |
| 3.1 基于线路阻力模拟的列车动力学模型 |
| 3.2 地铁节能操纵优化问题描述 |
| 3.3 基于控制参数化方法的地铁节能操纵问题求解 |
| 3.4 滚动试验台上地铁列车能耗测试技术 |
| 3.4.1 测试品及试验工况选取 |
| 3.4.2 牵引能耗测试方案 |
| 3.5 全线路运行阻力模拟技术 |
| 3.5.1 试验台架牵引特性试验的自动控制方法 |
| 3.5.2 试验线路设计参数 |
| 3.5.3 运行阻力试验计算结果 |
| 3.5.4 阻力给定处理 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于整车滚动试验台的空气制动试验技术 |
| 4.1 整车惯量模拟方案及控制架构 |
| 4.2 惯量模拟基本原理 |
| 4.3 基于机电混合惯量模拟空气制动试验设计 |
| 4.3.1 电机扭矩计算 |
| 4.3.2 基于滑模变结构异步电机直接转矩控制设计及仿真 |
| 4.3.3 变频器 |
| 4.4 空气制动功能工艺设计及控制软件 |
| 4.4.1 空气制动试验技术设计 |
| 4.4.2 空气制动控制软件设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 整车滚动试验系统总体设计方法 |
| 5.1 整车滚动试验台总体介绍 |
| 5.1.1 机械系统 |
| 5.1.2 电气传动系统 |
| 5.1.3 总控制系统 |
| 5.1.4 测试系统、监视系统及供电系统 |
| 5.1.5 整车滚动试验台总体架构及核心部件原理 |
| 5.2 整车滚动试验系统总体计算 |
| 5.2.1 试验台单元参数设计 |
| 5.2.2 电气传动特性参数计算 |
| 5.2.3 牵引定位装置参数设计 |
| 5.2.4 轨道轮单元参数设计 |
| 5.3 不同试验台功能及总体参数 |
| 5.3.1 牵引系统试验台总体参数设计 |
| 5.3.2 干线机车车辆整车滚动试验台总体参数设计 |
| 5.3.3 高速动车组列车单元滚动试验台总体参数设计 |
| 5.3.4 养路车辆滚动振动试验台总体参数设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间主要的研究成果 |
（6）基于磁流变技术的高速列车半主动悬挂系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 轨道车辆二系悬挂系统研究现状与发展趋势 |
| 1.2.1 被动悬挂系统 |
| 1.2.2 主动悬挂系统 |
| 1.2.3 半主动悬挂系统 |
| 1.3 基于磁流变技术的半主动悬挂系统研究现状与发展趋势 |
| 1.3.1 磁流变液 |
| 1.3.2 基于磁流变技术的半主动悬挂系统及其应用 |
| 1.4 本文研究目的和主要研究内容 |
| 2 高速列车可变刚度悬挂系统适应性研究 |
| 2.1 高速列车横向动力学模型 |
| 2.1.1 车体动力学方程 |
| 2.1.2 转向架动力学方程 |
| 2.1.3 轮对动力学方程 |
| 2.1.4 高速列车系统状态空间方程 |
| 2.2 轨道随机不平顺激励 |
| 2.2.1 方向不平顺 |
| 2.2.2 水平不平顺 |
| 2.2.3 轨道激励功率谱密度函数 |
| 2.3 高速列车可变刚度悬挂系统设计与仿真计算 |
| 2.3.1 可变刚度悬挂系统设计 |
| 2.3.2 振动传递率仿真计算结果 |
| 2.3.3 车体加速度计算结果 |
| 2.3.4 转向架和轮对加速度计算结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 高速列车悬挂系统刚度与阻尼变化对车辆动力学性能的适应性研究 |
| 3.1 高速列车多体动力学模型 |
| 3.1.1 车辆系统动力学模型 |
| 3.1.2 悬挂系统非线性 |
| 3.1.3 轮轨接触非线性 |
| 3.1.4 轨道不平顺参数 |
| 3.1.5 动力学性能评价指标 |
| 3.1.6 车辆动力学模型验证 |
| 3.2 高速列车可变阻尼二系悬挂系统适应性研究 |
| 3.2.1 可变阻尼抗蛇行减振器适应性分析 |
| 3.2.2 可变阻尼二系横向减振器适应性分析 |
| 3.2.3 可变阻尼抗蛇行减振器和二系横向减振器组合适应性分析 |
| 3.3 高速列车可变阻尼抗蛇行减振器对运行工况的适应性研究 |
| 3.3.1 列车运行速度变化的适应性研究 |
| 3.3.2 列车运行线路恶化的适应性研究 |
| 3.3.3 列车运行曲线变化的适应性研究 |
| 3.3.4 列车运行线路变化的适应性研究 |
| 3.3.5 可变阻尼抗蛇行减振器对运行工况的适应性进一步讨论 |
| 3.4 高速列车可变刚度可变阻尼悬挂对轮轨磨耗的适应性研究 |
| 3.4.1 磁流变阻尼器力学模型 |
| 3.4.2 可变刚度可变阻尼磁流变抗蛇行减振器力学模型 |
| 3.4.3 可变刚度可变阻尼抗蛇行减振器对车辆动力学性能的影响 |
| 3.4.4 可变刚度可变阻尼半主动悬挂系统设计与仿真计算结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 高速列车可变刚度悬挂系统有效性试验研究 |
| 4.1 高速列车可变刚度悬挂系统与振动测试平台的设计与搭建 |
| 4.1.1 可变刚度悬挂系统的结构设计与工作原理 |
| 4.1.2 车辆振动测试平台的设计与工作原理 |
| 4.2 可变刚度磁流变减振器的设计和性能测试 |
| 4.2.1 可变刚度磁流变减振器的结构和工作原理 |
| 4.2.2 可变刚度磁流变减振器的磁场仿真计算 |
| 4.2.3 可变刚度磁流变减振器动态性能测试 |
| 4.3 高速列车可变刚度悬挂系统设计与性能评估 |
| 4.3.1 可变刚度悬挂系统控制策略设计 |
| 4.3.2 高速列车可变刚度悬挂系统的测试结果与评估 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 高速列车多功能可变刚度可变阻尼半主动悬挂系统设计与试验评估 |
| 5.1 高速列车可变刚度可变阻尼悬挂系统的结构设计和工作原理 |
| 5.2 可变刚度磁流变弹性体隔振器的设计和性能测试 |
| 5.2.1 可变刚度磁流变弹性体隔振器的结构和工作原理 |
| 5.2.2 可变刚度磁流变弹性体隔振器的磁场仿真与性能计算 |
| 5.2.3 可变刚度磁流变弹性体隔振器的加工与性能测试 |
| 5.3 可变阻尼磁流变阻尼器的设计和性能测试 |
| 5.3.1 可变阻尼磁流变阻尼器的结构和工作原理 |
| 5.3.2 可变阻尼磁流变阻尼器的磁场仿真与性能计算 |
| 5.3.3 可变阻尼磁流变阻尼器性能测试 |
| 5.4 高速列车多功能可变刚度可变阻尼悬挂系统的试验测试与分析 |
| 5.4.1 高速列车模型及半主动悬挂系统的振动测试平台 |
| 5.4.2 高速列车可变刚度可变阻尼悬挂系统控制算法的设计 |
| 5.4.3 高速列车可变刚度可变阻尼悬挂系统的试验测试与评估 |
| 5.4.4 高速列车可变刚度可变阻尼悬挂可拓展性和故障安全性讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）高速列车轴箱轴承动力行为研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与工程意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 车辆系统动力学的发展 |
| 1.2.2 轴承动力学的研究现状 |
| 1.2.3 铁道车辆轴箱轴承研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 包含轴承的车辆-轨道耦合动力学建模 |
| 2.1 轴箱轴承动力学模型 |
| 2.1.1 滚子轴承基本假设及坐标系 |
| 2.1.2 轴承外圈与轴箱箱体相互作用模型 |
| 2.1.3 滚子与滚道相互作用模型 |
| 2.1.4 滚子大端与内圈挡边相互作用模型 |
| 2.1.5 滚子与保持架相互作用模型 |
| 2.1.6 轴箱及轴承各部件运动微分方程 |
| 2.2 车辆系统刚体动力学模型 |
| 2.2.1 车体受力分析及运动微分方程 |
| 2.2.2 构架受力分析及运动微分方程 |
| 2.2.3 轮对受力分析及运动微分方程 |
| 2.3 轨道模型 |
| 2.4 轮轨接触模型 |
| 2.4.1 轮轨接触关系 |
| 2.4.2 轮轨力求解 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 动力学仿真参数及模型验证 |
| 3.1 动力学仿真相关参数 |
| 3.1.1 车辆-轨道系统参数 |
| 3.1.2 线路不平顺参数 |
| 3.2 模型验证 |
| 3.3 轴箱振动加速度与轮对振动加速度的对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 高速列车轴箱轴承振动特性及疲劳寿命研究 |
| 4.1 高速列车轴箱轴承振动特性分析 |
| 4.1.1 高速动车组轴箱轴承滚道载荷特性研究 |
| 4.1.2 高速列车保持架运动特征和打滑分析 |
| 4.2 高速列车轴箱轴承累积损伤和疲劳寿命研究 |
| 4.2.1 轴承寿命预测模型 |
| 4.2.2 轴承寿命计算结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 踏面缺陷和轴承故障状态下耦合动力学模型响应研究 |
| 5.1 车轮踏面缺陷下轴箱轴承的响应分析 |
| 5.1.1 车轮扁疤激起的轴箱轴承冲击分析 |
| 5.1.2 车轮不圆顺激扰下轴箱轴承响应分析 |
| 5.2 轴箱轴承故障下车辆系统响应分析 |
| 5.2.1 高速列车轴箱轴承故障情况 |
| 5.2.2 轴承局部故障下车辆系统响应分析 |
| 5.2.3 滚道表面波纹度下车辆系统响应分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 高速列车轴箱轴承外圈滚道轮廓变化的接触问题研究 |
| 6.1 滚子滚道非赫兹接触问题 |
| 6.2 滚子滚道应力不均对轴箱轴承疲劳寿命的影响 |
| 6.2.1 不同轮廓尺寸下滚子滚道接触应力计算结果 |
| 6.2.2 不同轮廓外形下轴承疲劳寿命研究 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（8）高速变轨距列车动力学性能优化及半主动控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 依托项目 |
| 1.2 研究背景与意义 |
| 1.3 变轨距转向架国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外变轨距转向架研究现状 |
| 1.3.2 国内变轨距转向架研究现状 |
| 1.4 列车悬挂系统及其控制策略研究现状 |
| 1.4.1 列车悬挂系统发展现状 |
| 1.4.2 列车半主动悬挂控制策略研究 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 第2章 变轨距转向架及地面配套装置的设计 |
| 2.1 变轨距转向架关键结构设计 |
| 2.2 地面变轨配套装置的设计 |
| 2.2.1 地面变轨配套装置的结构方案 |
| 2.2.2 轨距变换过程运动学分析 |
| 2.3 转向架关键部件的强度分析 |
| 2.3.1 构架的强度分析 |
| 2.3.2 车轴的强度分析 |
| 2.3.3 解锁-锁紧装置的强度分析 |
| 2.4 变轨距轮对系统动力学分析 |
| 2.4.1 轮对变轨系统动力学方程 |
| 2.4.2 变轨距轮对与地面配套系统的刚柔耦合模型 |
| 2.4.3 解锁-锁紧装置的动态特性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 变轨距车辆动力学建模 |
| 3.1 车辆动力学模型 |
| 3.1.1 车辆简化物理模型 |
| 3.1.2 车辆动力学建模 |
| 3.1.3 车辆悬挂系统力学分析 |
| 3.2 轮轨接触模型 |
| 3.3 轨道谱激励模型 |
| 3.3.1 轨道不平顺及其功率谱 |
| 3.3.2 基于小波理论的轨道不平顺信号模拟 |
| 3.3.3 实例仿真与验证 |
| 3.4 变轨距车辆动力学仿真建模 |
| 3.4.1 SIMPACK动力学建模方法 |
| 3.4.2 变轨距车辆动力学仿真模型 |
| 3.4.3 模型验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 高速变轨距列车动力学性能优化与预测 |
| 4.1 高速列车动力学性能评价指标 |
| 4.2 悬挂参数优化 |
| 4.2.1 一系悬挂参数优化 |
| 4.2.2 二系悬挂参数优化 |
| 4.2.3 悬挂参数优化结果 |
| 4.3 车轮踏面类型的优化 |
| 4.3.1 车轮踏面的轮轨接触关系 |
| 4.3.2 车轮踏面类型的优化分析 |
| 4.4 变轨距车辆动力学性能分析 |
| 4.4.1 直线运行稳定性分析 |
| 4.4.2 运行平稳性分析 |
| 4.4.3 曲线通过性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 列车悬挂系统半主动控制方法研究 |
| 5.1 滑模变结构控制理论 |
| 5.1.1 滑模变结构控制理论 |
| 5.1.2 滑模变结构控制系统设计 |
| 5.2 参考模型 |
| 5.2.1 半主动悬挂系统及天棚阻尼控制 |
| 5.2.2 基于分数阶天棚阻尼控制的参考模型 |
| 5.3 基于双滑模面的半主动悬挂系统滑模控制 |
| 5.3.1 常规滑模控制器设计 |
| 5.3.2 双滑模面滑模控制器设计 |
| 5.3.3 实例仿真与验证 |
| 5.4 基于模糊RBF的半主动悬挂系统滑模控制 |
| 5.4.1 模糊RBF神经网络系统 |
| 5.4.2 模糊RBF滑模控制器设计 |
| 5.4.3 实例仿真与验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 变轨距列车整车悬挂系统半主动控制策略研究 |
| 6.1 空气弹簧半主动控制策略 |
| 6.1.1 空气弹簧模型 |
| 6.1.2 空气弹簧半主动控制策略实现 |
| 6.2 磁流变阻尼器半主动控制策略 |
| 6.2.1 磁流变阻尼器模型 |
| 6.2.2 磁流变阻尼器半主动控制策略实现 |
| 6.3 变轨距车辆悬挂系统半主动控制联合仿真 |
| 6.3.1 半主动悬挂系统SIMPACK与MATLAB联合仿真 |
| 6.3.2 基于悬挂系统半主动控制的变轨距车辆平稳性分析 |
| 6.3.3 不同轨距下悬挂系统半主动控制策略的鲁棒性分析 |
| 6.3.4 半主动控制对运动稳定性的影响分析 |
| 6.3.5 半主动控制对曲线通过性的影响分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）车轮表面模拟损伤的振动测试与分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 世界铁路发展概况 |
| 1.1.1 英国铁路发展 |
| 1.1.2 法国铁路发展 |
| 1.1.3 德国铁路发展 |
| 1.1.4 日本铁路发展 |
| 1.1.5 中国铁路发展 |
| 1.2 铁路的发展方向 |
| 1.2.1 铁路的高速化 |
| 1.2.2 铁路的重载化 |
| 1.3 列车车轮表面损伤 |
| 1.3.1 车轮类型 |
| 1.3.2 车轮损伤类型 |
| 1.4 车轮损伤检测研究现状 |
| 1.4.1 车轮损伤检测方法 |
| 1.4.2 振动信号处理方法 |
| 1.4.3 模式识别方法 |
| 1.5 本文的研究意义和研究内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 模拟试验简介 |
| 2.1 轮轨模拟试验机简介 |
| 2.2 试验参数的确定 |
| 2.2.1 模拟轮轨的垂向力确定 |
| 2.2.2 模拟轨转速确定 |
| 2.3 试验材料的取用 |
| 2.4 试验数据采集系统 |
| 2.4.1 传感器 |
| 2.4.2 集成式数据采集设备 |
| 2.5 试验形貌表征设备 |
| 2.6 试验的主要过程 |
| 第3章 车轮表面滚动疲劳损伤和振动特征分析 |
| 3.1 试验参数 |
| 3.2 局部均值分解的多重分形方法 |
| 3.2.1 局部均值分解 |
| 3.2.2 多重分形 |
| 3.3 车轮表面形貌分析 |
| 3.4 车轮表面滚动疲劳损伤振动特征分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 车轮表面早期损伤检测试验分析 |
| 4.1 试验参数 |
| 4.2 基于可调品质因子的共振稀疏分解 |
| 4.2.1 基本理论 |
| 4.2.2 参数选择 |
| 4.3 LSSVM方法 |
| 4.4 车轮早期损伤检测与振动分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 车轮剥离程度检测试验分析 |
| 5.1 试验参数 |
| 5.2 自适应变分模态分解 |
| 5.2.1 变分模态分解基本理论 |
| 5.2.2 自适应VMD方法 |
| 5.3 改进多尺度排列熵偏均值 |
| 5.3.1 多尺度熵 |
| 5.3.2 多尺度排列熵 |
| 5.3.3 改进多尺度排列熵偏均值 |
| 5.4 粒子群优化极限学习机 |
| 5.4.1 粒子群算法 |
| 5.4.2 极限学习机 |
| 5.5 车轮剥离损伤程度检测与振动分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 车轮擦伤退化检测试验分析 |
| 6.1 试验参数 |
| 6.2 流行学习 |
| 6.2.1 等距映射流形算法 |
| 6.2.2 局部线性嵌入算法 |
| 6.2.3 线性局部切空间排列算法 |
| 6.3 车轮表面擦伤退化检测与振动分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 车轮多边形损伤检测试验分析 |
| 7.1 试验参数 |
| 7.2 经验小波分解 |
| 7.3 多尺度模糊熵 |
| 7.3.1 模糊熵 |
| 7.3.2 多尺度模糊熵 |
| 7.4 车轮多边形损伤检测与振动分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术成果 |
（10）融合多传感器的故障诊断方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于定性分析的故障诊断技术 |
| 1.2.2 基于数据驱动的故障诊断技术 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 2 相关理论基础 |
| 2.1 滚动轴承 |
| 2.1.1 轴承结构分析和运行原理 |
| 2.1.2 振动机理分析 |
| 2.2 Hilbert-Huang变换 |
| 2.2.1 EMD方法 |
| 2.2.2 Hilbert谱变换 |
| 2.3 梯度提升决策树 |
| 2.3.1 CART决策树 |
| 2.3.2 梯度提升决策树 |
| 2.4 深度学习理论基础 |
| 2.4.1 BP神经网络 |
| 2.4.2 卷积神经网络 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于GD-XGBoost的故障分类模型 |
| 3.1 特征提取 |
| 3.1.1 基于THDS的特征采集 |
| 3.1.2 基于TPDS的特征采集 |
| 3.1.3 基于TADS的特征采集 |
| 3.2 特征预处理 |
| 3.2.1 数据清理 |
| 3.2.2 特征去冗 |
| 3.3 故障分类 |
| 3.3.1 特征重要性排序 |
| 3.3.2 GD-XGBoost模型实现分类 |
| 3.4 实验结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于1D-DenseNet的故障分类模型 |
| 4.1 时频特征提取 |
| 4.2 故障分类 |
| 4.2.1 DensNet的基本模型结构 |
| 4.2.2 改进的1D-DenseNet网络模型结构 |
| 4.3 实验结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于D-S证据理论的故障融合诊断 |
| 5.1 D-S证据融合 |
| 5.1.1 Dempster-Shafer证据理论 |
| 5.1.2 实验结果分析 |
| 5.3 系统实现 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
四、铁道车辆滚动轴承质量的模糊控制（论文参考文献）
- [1]重载列车运行过程模型预测控制方法研究[D]. 徐聪. 华东交通大学, 2021(01)
- [2]基于VMD和ANFIS的动车滚动轴承故障诊断研究[D]. 孙涌博. 北京交通大学, 2021(02)
- [3]铁路货车列检机制优化研究[D]. 李龙啸. 兰州交通大学, 2021(02)
- [4]基于全轮转向的虚拟轨道列车循迹控制策略研究[D]. 赵昀陇. 西南交通大学, 2020(07)
- [5]轨道交通装备滚动试验台一体化测试技术研究[D]. 熊颉. 浙江大学, 2020(12)
- [6]基于磁流变技术的高速列车半主动悬挂系统研究[D]. 金天贺. 北京交通大学, 2020(03)
- [7]高速列车轴箱轴承动力行为研究[D]. 查浩. 北京交通大学, 2020(03)
- [8]高速变轨距列车动力学性能优化及半主动控制策略研究[D]. 庄娇娇. 吉林大学, 2019(03)
- [9]车轮表面模拟损伤的振动测试与分析研究[D]. 田英. 西南交通大学, 2019
- [10]融合多传感器的故障诊断方法研究[D]. 王裕峰. 北京交通大学, 2019(01)