电力机车电气部分故障诊断专家系统的研究

摘要

电力机车电气系统的故障诊断研究是保证机车安全运行、减少机破事故发生的一个亟待解决的课题。本文以电力机车电气设备为研究对象，以SS9型电力机车为例，在研究电力机车电气系统组成的基础上，深入机车制造和运用单位，了解机车运用情况及相关资料，总结出了电力机车电气系统的常见故障，并分析了现有车载监测装置和微机诊断系统的不足。 本文在分析电力机车电气系统的基础上，对其电气系统的故障诊断系统进行了总体设计，将整个系统分为两部分：数据采集模块和车载故障诊断专家系统模块。 数据采集模块以CPCI工控机为平台，涉及到了各种总线类型，包括MVB，CAN，RS485，GSM-R等。同时，这里也设计了整个故障诊断的网络体系结构和基于GSM-R的故障信息通讯协议。 专家系统的设计是整个故障诊断系统研究的核心。文章以故障知识库的建立及诊断推理机的设计为重点，针对电力机车电气系统的故障特性，提出了以基于神经网络推理和精确知识推理相结合的双模式推理，并分别建立了专家系统模型。 最后，本文在系统设计的基础上，对故障诊断专家系统的开发与实现进行了研究，并初步编制了电力机车电气系统的故障诊断系统软件。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题的背景与意义

1.2电力机车电气系统故障诊断技术的现状

1.3故障诊断方法的研究现状

1.3.1基于解析模型的方法

1.3.2基于信号处理的方法

1.3.3基于知识的方法

1.4作者的主要工作

第二章电力机车电气系统故障分析

2.1电力机车电气设备与分类

2.2电力机车电气系统故障分析

2.2.1主电路故障分析

2.2.2辅助电路故障分析

2.2.3控制电路故障分析

2.3本章小结

第三章专家系统与神经网络以及通用计算CUDA

3.1专家系统的特点与缺陷

3.2神经网络与故障诊断

3.3神经网络和专家系统的结合方式

3.3.1专家系统与神经网络结合的途径和方法

3.3.2专家系统与神经网络结合的实现

3.4通用GPU计算技术CLIDA与神经网络

3.4.1通用GPU计算技术CUDA

3.4.2利用CUDA建立神经网络模型

3.5本章小结

第四章故障诊断系统的整体设计

4.1设计思路

4.2网络设计

4.2.1网络的组成

4.2.2网络拓扑

4.3车载故障系统的设计

4.3.1数据通信管理模块的设计

4.3.2故障诊断模块设计

4.4本章小结

第五章专家系统的开发与设计

5.1专家系统总体结构设计

5.2基于精确知识的推理设计

5.2.1精确知识的表达

5.2.2精确知识库的组成

5.2.3精确知识推理机的设计

5.3基于神经网络的推理设计

5.3.1基于BP神经网络的故障诊断

5.3.2神经网络的建立与训练

5.3.3训练好的BP神经网络的应用

5.4两种推理方式的结合

5.5本章小结

第六章专家系统的软件开发与实现

6.1软件开发环境

6.2数据库软件与知识库实现

6.2.1基于ADO.NET的数据库访问技术

6.2.2故障知识库的实现

6.3诊断推理机制的实现

6.4软件界面

6.5本章小节

第七章总结与展望

7.1论文研究工作总结

7.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果