收藏本站
《中南大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

机车控制电源及其故障诊断关键技术研究与工程实现

成庶  
【摘要】:我国铁路实现了跨越式的战略发展目标,列车装备水平也已经迈上新台阶,列车运营速度和运输量都已达到了世界领先水平,这对列车的安全性和可靠性提出了新的要求,车载控制电源作为列车控制核心的能量来源,在保障列车安全运行中起着至关重要的作用。目前,我国的列车的故障有很大一部分是由于微机系统的故障引起的,而电源稳定性的问题是造成机车微机系统死机的重要原因。因此开展具有针对性的车载控制电源关键理论及故障诊断研究具有重要的意义。 本文以软开关理论及故障诊断理论为基础,以我国电力机车车载控制电源为对象,根据我国铁路应用的特点和需求,深入开展了符合我国铁路高速、重载发展方向的车载控制电源的关键理论及故障诊断研究,主要研究内容如下: 结合对目前流行的各种电源拓扑结构的分析和实践,深入分析车载控制电源工作环境和负载特点,提出一种新型的全桥零电压零电流PWM变换器拓扑结构,详细分析了所提出结构的运行模式,结构特点及性质。提出的拓扑结构适用于低电压、中大功率场合。它具有极宽的零电压零电流开关范围和负载范围,主回路中的开关器件均在软开关条件下工作,损耗极小;箝位电路除了在系统启动周期外,无需预先储能,箝位电压高,占空比丢失极小。 在新拓扑的基础上,根据车载控制电源的系统模型具有强非线性和时变性地特点,提出了免疫反馈积分分离增量PID控制器设计方案,应用于所提出的改进型全桥PWM拓扑结构。由试验结果可以看出,传统PID控制在特定的被控对象上仍然具有优越性,但对于开关电源这种复杂的时变系统,这种新型的模糊免疫PID控制器与常规PID控制器相比,控制特性更好,适应性更强。对于由寄生参数等原因引起的被控对象参数变化,提出的控制算法鲁棒性强、超调量小,且能保持无差控制,响应速度快,抗干扰能力强。试验结果验证了所提出控制算法的实用性和有效性。 在实现了车载控制电源样机的基础上,针对车载控制电源的故障诊断存在计算量巨大,且缺乏精确的故障数学模型,各子系统之间以及寄生参数的计算和分析方法目前还不明确的问题。本文提出了一种使用因果模型进行分布式故障诊断的新思路。将复杂的系统分割为多个相互具有一定独立性的多个子系统,这样,可以针对每个子系统进行局部的故障诊断,而不需要考虑所有的结构和参数。一方面大大降低了诊断的复杂度,从而提高诊断的可靠性;另一方面,可以针对每个子系统采取不同的、合适的诊断方法,以提高诊断的准确性。 根据目前车载控制电源发展需要,基于前面的关于电源的几个关键技术研究的基础,对电源模块化并联理论进行了深入研究,在理论研究的基础上,设计样机并联均流运行成功。采用最大电流法自动均流控制方法,完成了电源模块的电压电流双环控制,试验波形和数据显示,输出特性和均流效果良好。 最后,在理论研究的成果上,结合大量的仿真、试验,实现了具有故障诊断功能的高频车载控制电源样机,并装车试运行,验证了理论研究的成果。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李正艳;吴宏黎;;控制电机烧断保险的常见原因分析[J];电工技术;1999年04期
2 王敬贤 ,刘志刚 ,周鑫;基于两级变换的新型控制电源[J];自动化博览;2005年03期
3 支崇珏;;电力电子器件在轨道交通车辆牵引中的应用[J];科技信息(科学教研);2008年17期
4 杨松;邓芳;;靖海电厂600MW机组主变强油循环风冷系统控制回路改进[J];广东科技;2009年08期
5 李正军;等离子显示屏PDP电源的设计[J];电力电子技术;2003年04期
6 陶生桂;杜宏武;胡兵;;变流变频技术在电动车组中的应用与发展[J];电机与控制应用;2006年07期
7 付德报;王省伟;;西门子7SJ600保护装置“误动”原因分析[J];中国西部科技;2010年10期
8 张登峰;郝伟;郝旺身;董辛旻;;模糊综合评判在风力发电设备诊断中的应用[J];机床与液压;2011年19期
9 沈枫;王孟莲;梁树甜;;基于神经网络和混合编程的整流桥故障诊断研究[J];船电技术;2011年10期
10 方桂花;赵永;李绪省;;模糊Petri网在液压泵故障诊断中的应用研究[J];机床与液压;2011年19期
11 李建福;;跟踪判断筛检法在液压系统故障诊断中的应用[J];江汉石油职工大学学报;2011年03期
12 连伟;王汉章;;工程机械液压系统故障的现场检测与诊断[J];黑龙江交通科技;2011年10期
13 洪贝;胡昌华;姜学鹏;;基于证据理论聚类算法的故障诊断[J];南京航空航天大学学报;2011年S1期
14 熊天翔;;飞机健康管理综述[J];科技资讯;2011年29期
15 田璧元,贾新华;微机辅助电路调试中的故障诊断[J];华北电力大学学报;1991年03期
16 杨国柱;周耕书;;舰船武备系统故障诊断算法的探讨[J];海军工程大学学报;1991年04期
17 朱昶基,胡用生,陈健凡,刘继;滚动轴承故障诊断技术的研究(上)[J];铁道车辆;1992年04期
18 金少先,张德兴,顾纯学;压气机转子多级动叶刮缸的频域特征[J];热能动力工程;1992年05期
19 石军;;冷藏车的故障检查及排除[J];专用汽车;1992年01期
20 陈亮;;用时域平均法检查齿轮失效[J];车辆与动力技术;1992年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘仁德;胡申辉;徐家倬;;磨煤机的故障诊断[A];第十届全国设备监测与诊断技术学术会议论文集[C];2000年
2 戴乐云;李建康;;振动信号时间序列建模在故障诊断中的应用[A];振动工程学报(工程应用专辑)[C];2001年
3 李晓栋;胡清华;;汽轮机故障诊断文本支持系统的研究与建立[A];2004电站自动化信息化学术技术交流会议论文集[C];2004年
4 王航;于歆杰;;遗传算法在故障诊断中应用的新方法[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年
5 单鸿鹏;关月红;;频谱分析技术在滚动轴承故障诊断中的应用[A];设备监测与诊断技术及其应用——第十二届全国设备监测与诊断学术会议论文集[C];2005年
6 张珍;韩厚德;陈宝忠;;基于卫星通信的船舶冷藏集装箱远程故障诊断系统[A];制冷空调新技术进展——第四届全国制冷空调新技术研讨会论文集[C];2006年
7 卫红梅;段滋华;;高速回转轴油膜振荡故障诊断分析[A];2006年石油和化工行业节能技术研讨会会议论文集[C];2006年
8 阳能军;汤伟;龙宪海;雷涛;;EMD及其在声发射检测中的应用研究[A];2008年全国振动工程及应用学术会议暨第十一届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2008年
9 蔡勇;王晓武;潘卫明;;基于瞬时转速的斯特林发动机循环系统故障诊断研究[A];2008年全国振动工程及应用学术会议暨第十一届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2008年
10 黄忠民;;电喷发动机非正常熄火的故障诊断分析[A];全国城市公路学会第十四届学术年会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 黄安华;液压制动系统的故障诊断[N];中国汽车报;2002年
2 李萍;济钢EAM离线网络点检和故障诊断管理系统开发应用[N];世界金属导报;2007年
3 胡荣山 马巍;上海海大一课题列入国家“863”计划[N];中国船舶报;2007年
4 孙建阳 刘波;小型渔船柴油机故障诊断与排除[N];中国渔业报;2008年
5 见习记者 仝亚娜;孙彦广:冶金故障诊断设备前景广阔[N];机电商报;2005年
6 小田;网卡故障诊断[N];中国电脑教育报;2000年
7 陈全东;干式复合“粘边”故障诊断[N];中国包装报;2003年
8 龚献荣;大型天然气装置实现网络化监测[N];中国化工报;2005年
9 周传勇 杜慧;济钢网络化设备点检与故障诊断管理系统上线运行[N];世界金属导报;2008年
10 汤怀京;WLAN也有“线”[N];中国计算机报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 成庶;机车控制电源及其故障诊断关键技术研究与工程实现[D];中南大学;2011年
2 宋其江;基于有向图模型的故障诊断方法研究及其在航天中的应用[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 陈非;基于过程信息融合的旋转机械信息(火用)故障诊断研究[D];华中科技大学;2010年
4 冯志鹏;计算智能在机械设备故障诊断中的应用研究[D];大连理工大学;2003年
5 何小斌;基于统计学方法的自适应过程监控与故障诊断[D];上海交通大学;2009年
6 宋凯;基于PLS的统计质量监控研究与应用[D];浙江大学;2005年
7 李敏;复杂机械基于数据的建模与故障诊断[D];太原理工大学;2010年
8 鲁峰;航空发动机故障诊断的融合技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
9 蒋斌;机电系统故障诊断的理论与应用研究[D];浙江大学;2002年
10 盛晨兴;挖泥船动力机械远程诊断系统关键技术研究[D];武汉理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王明秀;大型汽轮发电机故障诊断专家系统诊断处理子系统的研究[D];华北电力大学;2001年
2 刘峰;基于神经网络的水轮发电机组振动故障诊断专家系统的研究[D];西安理工大学;2003年
3 许东;地空导弹混合智能故障诊断专家系统的设计与实现[D];西北工业大学;2002年
4 石金彦;基于规则的数据挖掘方法在故障诊断中的应用[D];郑州大学;2003年
5 周春健;基于小波变换的旋转机械故障诊断[D];南京航空航天大学;2004年
6 陈洁;基于Web的远程监测与故障诊断系统研究[D];武汉科技大学;2004年
7 辛惠娟;汽车发动机故障诊断专家系统的开发研究[D];华北电力大学(河北);2004年
8 刘满国;基于小波的导弹测试信号处理与故障诊断[D];西北工业大学;2005年
9 朱胜利;关于独山子炼油厂进料泵的故障诊断[D];新疆大学;2002年
10 李晓彬;基于神经网络的工程结构在线监测与故障诊断研究[D];武汉理工大学;2002年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978