基于主元分析的電機狀態(tài)監(jiān)測方法的研究.pdf

1、在列車運行過程中，其牽引設(shè)備尤其是牽引電動機的狀態(tài)監(jiān)測是提高列車運行安全性，保障廣大乘客生命財產(chǎn)安全的關(guān)鍵。對于復(fù)雜的列車牽引設(shè)備來說，準確詳細的數(shù)學(xué)模型往往很難得到，這限制了基于數(shù)學(xué)模型的監(jiān)控方法的應(yīng)用。隨著計算機控制技術(shù)的發(fā)展，不同類型的傳感器和各種智能化儀表的廣泛應(yīng)用，大量的過程數(shù)據(jù)被采集并存儲下來。如何充分利用這些存儲的數(shù)據(jù)信息，從中挖掘出設(shè)備運行過程的深層次規(guī)律用于提高狀態(tài)監(jiān)測能力，已成為過程監(jiān)控領(lǐng)域的研究熱點。統(tǒng)計過程監(jiān)控是

2、一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法，它以多元統(tǒng)計理論為基礎(chǔ)，對過程測量數(shù)據(jù)分析和解釋，判斷過程所處的運行狀態(tài)，離線和在線檢測過程中的異常情況，從而保證系統(tǒng)運行過程的安全性和可靠性，降低事故發(fā)生率，減少過程運行維護費用。本研究搭建了一套實驗系統(tǒng)，以異步電動機模擬列車牽引電動機作為研究對象，采用多元統(tǒng)計監(jiān)控技術(shù)中的主元分析方法處理異步電機的多維運行參數(shù)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對異步電機的狀態(tài)監(jiān)測。主要研究內(nèi)容包括： ⑴對于牽引電動機的多源傳感器數(shù)據(jù)，采用了

3、主元分析方法處理多變量數(shù)據(jù)集，充分利用了主元分析算法在處理線性相關(guān)數(shù)據(jù)時可對其降維的作用，使得對多變量運行過程的監(jiān)測可在低維變量空間實現(xiàn)。由于傳統(tǒng)主元分析采用標準化作為數(shù)據(jù)預(yù)處理方法，會導(dǎo)致部分信息的丟失。針對這個問題，本文用均值化代替標準化作為主元分析數(shù)據(jù)預(yù)處理方法，并從理論和實驗證明了改進方法的優(yōu)勢。 ⑵在實驗室成功搭建了實驗平臺，利用電機的歷史正常運行數(shù)據(jù)構(gòu)造了主元模型，并設(shè)計實驗用正常數(shù)據(jù)和異常數(shù)據(jù)檢驗主元模型的有效性，