一种牵引传动系统的故障诊断方法、系统及相关组件技术方案

本申请公开了一种牵引传动系统的故障诊断方法，包括获取牵引传动系统的状态信号；通过状态信号确定当前运行工况；从状态信号中提取电气特征数据，若当前运行工况满足预设条件，从状态信号中提取机械特征数据；根据当前特征数据得到牵引传动系统的故障诊断结果。本申请不需要在旋转部件上加装传感器，避免改动部件结构，提高牵引传动系统运行安全，同时对机械特征数据和电气特征数据分别进行提取及故障诊断，提高故障诊断结果的精确性，便于运维人员定位故障，及时采取解决措施。本申请还公开了一种牵引传动系统的故障诊断系统、装置及计算机可读存储介质，具有以上有益效果。具有以上有益效果。具有以上有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种牵引传动系统的故障诊断方法、系统及相关组件


[0001]本申请涉及轨道交通领域，特别涉及一种牵引传动系统的故障诊断方法、系统及相关组件。

技术介绍

[0002]随着我国列车运营里程不断增加、列车复杂性增及和列车智能化要求，对列车的安全可靠运行提出了更高的要求。牵引传动系统作为列车核心系统，具有电机与机械传动相结合的动力特性，集成化程度高，对列车正常运行起到关键性作用，牵引传动系统以旋转部件为主，旋转部件上通常未设置检测装置，若要对牵引传动系统进行故障诊断，则需要在旋转部件上新增传感器，后期加装传感器需要改动部件结构，容易造成安全隐患。
[0003]因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是提供一种牵引传动系统的故障诊断方法、系统、装置及计算机可读存储介质，不需要在旋转部件上加装传感器，避免改动部件结构，提高牵引传动系统运行安全，同时可以提高故障诊断结果的精确性，便于运维人员定位故障，及时采取解决措施。
[0005]为解决上述技术问题，本申请提供了一种牵引传动系统的故障诊断方法，包括：
[0006]获取牵引传动系统的状态信号；
[0007]通过所述状态信号确定当前运行工况；
[0008]从所述状态信号中提取电气特征数据，若当前运行工况满足预设条件，从所述状态信号中提取机械特征数据；
[0009]根据当前特征数据得到所述牵引传动系统的故障诊断结果，当前特征数据为所述电气特征数据，或当前特征数据为所述电气特征数据及所述机械特征数据。
[0010]优选的，所述获取牵引传动系统的状态信号之后，该故障诊断方法还包括：
[0011]对所述状态信号进行预处理操作，所述预处理操作包括滤波操作、奇异点剔除操作和单位转换操作中的任意一个或多个的组合；
[0012]相应的，所述通过所述状态信号确定当前运行工况的过程包括：
[0013]通过所述预处理操作后的状态信号确定当前运行工况；
[0014]相应的，所述从所述状态信号中提取电气特征数据，若当前运行工况满足预设条件，从所述状态信号中提取机械特征数据的过程包括：
[0015]从所述预处理操作后的状态信号中提取电气特征数据，若当前运行工况满足预设条件，从所述预处理操作后的状态信号中提取机械特征数据。
[0016]优选的，所述状态信号包括数字信号和模拟信号，所述数字信号包括控制信号和/或状态标识，所述模拟信号包括速度信号、温度信号、电流信号、力矩信号、功率信号中的任意一个或多个的组合；
[0017]相应的，所述通过所述状态信号确定当前运行工况的过程包括：
[0018]通过所述数字信号确定当前运行工况。
[0019]优选的，所述预设条件包括所述牵引传动系统处于牵引工况或向前运行工况。
[0020]优选的，所述根据当前特征数据得到所述牵引传动系统的故障诊断结果的过程包括：
[0021]根据所述电气特征数据得到所述牵引传动系统的电气故障诊断结果；
[0022]和/或，
[0023]根据所述机械特征数据得到所述牵引传动系统的机械故障诊断结果；
[0024]相应的，所述根据所述电气特征数据得到所述牵引传动系统的电气故障诊断结果的过程具体包括：
[0025]将所述电气特征数据与电气报警阈值进行比较，根据比较结果得到所述牵引传动系统的电气故障诊断结果。
[0026]优选的，所述将所述电气特征数据与电气报警阈值进行比较的过程包括：
[0027]将所述电气特征数据与多级电气报警阈值进行比较。
[0028]优选的，所述状态信号包括力矩信号；
[0029]相应的，所述从所述状态信号中提取机械特征数据的过程包括：
[0030]通过小波分解从所述力矩信号中提取机械特征数据；
[0031]相应的，所述根据所述机械特征数据得到所述牵引传动系统的机械故障诊断结果的过程包括：
[0032]计算不同类型的机械故障对应的特征频率；
[0033]计算所述机械特征数据对应的特征能量和特征重复频率；
[0034]根据各个所述特征频率、所述特征能量和所述特征重复频率确定所述牵引传动系统的机械故障诊断结果。
[0035]优选的，所述根据各个所述特征频率、所述特征能量和所述特征重复频率确定所述牵引传动系统的机械故障诊断结果的过程具体包括：
[0036]通过隶属度决策模型根据各个所述特征频率、所述特征能量、所述特征重复频率及机械报警阈值确定所述牵引传动系统的机械故障诊断结果。
[0037]优选的，所述通过隶属度决策模型根据各个所述特征频率、所述特征能量、所述特征重复频率及机械报警阈值确定所述牵引传动系统的机械故障诊断结果的过程包括：
[0038]通过隶属度决策模型根据各个所述特征频率、所述特征能量、所述特征重复频率及多级机械报警阈值确定所述牵引传动系统的机械故障诊断结果。
[0039]优选的，所述根据当前特征数据得到所述牵引传动系统的故障诊断结果之前，该故障诊断方法还包括：
[0040]获取电机参数和轴承参数；
[0041]根据所述电机参数和所述轴承参数确定所述电气报警阈值和所述机械报警阈值。
[0042]优选的，所述根据当前特征数据得到所述牵引传动系统的故障诊断结果之后，该故障诊断方法还包括：
[0043]将所述故障诊断结果发送至地面服务器及司机室。
[0044]为解决上述技术问题，本申请还提供了一种牵引传动系统的故障诊断系统，包括：
[0045]信号采集模块，用于获取牵引传动系统的状态信号；
[0046]工况确定模块，用于通过所述状态信号确定当前运行工况；
[0047]特征提取模块，用于从所述状态信号中提取电气特征数据，若当前运行工况满足预设条件，从所述状态信号中提取机械特征数据；
[0048]故障诊断模块，用于根据当前特征数据得到所述牵引传动系统的故障诊断结果，当前特征数据为所述电气特征数据，或当前特征数据为所述电气特征数据及所述机械特征数据。
[0049]优选的，该故障诊断系统还包括：
[0050]预处理模块，用于对所述状态信号进行预处理操作，所述预处理操作包括滤波操作、奇异点剔除操作和单位转换操作中的任意一个或多个的组合；
[0051]相应的，所述工况确定模块具体用于：
[0052]通过所述预处理操作后的状态信号确定当前运行工况；
[0053]相应的，所述特征提取模块具体用于：
[0054]从所述预处理操作后的状态信号中提取电气特征数据，若当前运行工况满足预设条件，从所述预处理操作后的状态信号中提取机械特征数据。
[0055]优选的，所述状态信号包括数字信号和模拟信号，所述数字信号包括控制信号和/或状态标识，所述模拟信号包括速度信号、温度信号、电流信号、力矩信号、功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种牵引传动系统的故障诊断方法，其特征在于，包括：获取牵引传动系统的状态信号；通过所述状态信号确定当前运行工况；从所述状态信号中提取电气特征数据，若当前运行工况满足预设条件，从所述状态信号中提取机械特征数据；根据当前特征数据得到所述牵引传动系统的故障诊断结果，当前特征数据为所述电气特征数据，或当前特征数据为所述电气特征数据及所述机械特征数据。2.根据权利要求1所述的牵引传动系统的故障诊断方法，其特征在于，所述获取牵引传动系统的状态信号之后，该故障诊断方法还包括：对所述状态信号进行预处理操作，所述预处理操作包括滤波操作、奇异点剔除操作和单位转换操作中的任意一个或多个的组合；相应的，所述通过所述状态信号确定当前运行工况的过程包括：通过所述预处理操作后的状态信号确定当前运行工况；相应的，所述从所述状态信号中提取电气特征数据，若当前运行工况满足预设条件，从所述状态信号中提取机械特征数据的过程包括：从所述预处理操作后的状态信号中提取电气特征数据，若当前运行工况满足预设条件，从所述预处理操作后的状态信号中提取机械特征数据。3.根据权利要求2所述的牵引传动系统的故障诊断方法，其特征在于，所述状态信号包括数字信号和模拟信号，所述数字信号包括控制信号和/或状态标识，所述模拟信号包括速度信号、温度信号、电流信号、力矩信号、功率信号中的任意一个或多个的组合；相应的，所述通过所述状态信号确定当前运行工况的过程包括：通过所述数字信号确定当前运行工况。4.根据权利要求3所述的牵引传动系统的故障诊断方法，其特征在于，所述预设条件包括所述牵引传动系统处于牵引工况或向前运行工况。5.根据权利要求1所述的牵引传动系统的故障诊断方法，其特征在于，所述根据当前特征数据得到所述牵引传动系统的故障诊断结果的过程包括：根据所述电气特征数据得到所述牵引传动系统的电气故障诊断结果；和/或，根据所述机械特征数据得到所述牵引传动系统的机械故障诊断结果；相应的，所述根据所述电气特征数据得到所述牵引传动系统的电气故障诊断结果的过程具体包括：将所述电气特征数据与电气报警阈值进行比较，根据比较结果得到所述牵引传动系统的电气故障诊断结果。6.根据权利要求5所述的牵引传动系统的故障诊断方法，其特征在于，所述将所述电气特征数据与电气报警阈值进行比较的过程包括：将所述电气特征数据与多级电气报警阈值进行比较。7.根据权利要求5所述的牵引传动系统的故障诊断方法，其特征在于，所述状态信号包括力矩信号；相应的，所述从所述状态信号中提取机械特征数据的过程包括：
通过小波分解从所述力矩信号中提取机械特征数据；相应的，所述根据所述机械特征数据得到所述牵引传动系统的机械故障诊断结果的过程包括：计算不同类型的机械故障对应的特征频率；计算所述机械特征数据对应的特征能量和特征重复频率；根据各个所述特征频率、所述特征能量和所述特征重复频率确定所述牵引传动系统的机械故障诊断结果。8.根据权利要求7所述的牵引传动系统的故障诊断方法，其特征在于，所述根据各个所述特征频率、所述特征能量和所述特征重复频率确定所述牵引传动系统的机械故障诊断结果的过程具体包括：通过隶属度决策模型根据各个所述特征频率、所述特征能量、所述特征重复频率及机械报警阈值确定所述牵引传动系统的机械故障诊断结果。9.根据权利要求8所述的牵引传动系统的故障诊断方法，其特征在于，所述通过隶属度决策模型根据各个所述特征频率、所述特征能量、所述特征重复频率及机械报警阈值确定所述牵引传动系统的机械故障诊断结果的过程包括：通过隶属度决策模型根据各个所述特征频率、所述特征能量、所述特征重复频率及多级机械报警阈值确定所述牵引传动系统的机械故障诊断结果。10.根据权利要求8所述的牵引传动系统的故障诊断方法，其特征在于，所述根据当前特征数据得到所述牵引传动系统的故障诊断结果之前，该故障诊断方法还包括：获取电机参数和轴承参数；根据所述电机参数和所述轴承参数确定所述电气报警阈值和所述机械报警阈值。11.根据权利要求1-10任意一项所述的牵引传动系统的故障诊断方法，其特征在于，所述根据当前特征数据得到所述牵引传动系统的故障诊断结果之后，该故障诊断方法还包括：将所述故障诊断结果发送至地面服务器及司机室。12.一种牵引传动系统的故障诊断系统，其特征在于，包括：信号采集模块，用于获取牵引传动系统的状态信号；工况确定模块，用于通过所述状态信号确定当前运行工况；特征提取模块，用于从所述状态信号中提取电气特征数据，若当前运行工况满足预设条件，从所述状态信号中提取机械特征数据；故障诊断模块，用于根据当前特征数据得到所述牵引传动系统的故障诊断结果，当前特征数据为所述电气特...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁荣军，单巍，刘勇，张中景，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：