基于多智能体的8G型电力机车故障诊断系统的研制

摘要

安全是铁路运输质量的重要保证，电气系统是电力机车的重要组成部分，其故障将直接影响电力机车的正常运行。确保电气系统正常工作对电力机车安全运行意义重大，因此需要开发8G型电力机车故障诊断系统。 论文以8G型电力机车电气系统为研究对象，分析了其主电路、辅助电路和控制电路的主要功能特点和相互关系，研究了机车电气系统的故障特性，为故障诊断系统的设计打下基础。 针对电力机车电气系统结构的复杂性、故障的并发性和诊断方法的多样性，利用MAS（Multi-Agent System）的分布性、协作性和并行性，将多智能体技术引入到机车故障诊断系统中，建立了基于多智能体的8G型电力机车故障诊断系统结构模型；构建了诊断系统中各子系统和各智能体的功能结构图；系统采用多层次混合分解策略进行任务分解，采用改进型合同网分配规则对故障任务进行分配，采用多智能体组合进行协同故障诊断，采用决策方法进行最终诊断结果确定。 依据系统总体结构，给出了系统实现的硬件平台和软件结构，详述了监测子系统的数据采集硬件原理和智能体的软件实现，实现了机车电气系统的故障诊断功能。并给出实例论述了系统的具体诊断过程。 论文设计的基于多智能体的8G型电力机车故障诊断系统已在太原铁路局太原北机务段8G型电力机车上进行试验，并获得用户的好评。实际应用证明，该系统在保障列车安全运行方面是完全可行的、有效的。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1课题的背景及研究意义

1.1.1课题的研究背景

1.1.2课题的研究意义

1.2电力机车智能故障诊断的研究现状与发展

1.2.1国外电力机车故障诊断技术的研究现状

1.2.2国内电力机车故障诊断技术的研究现状

1.3多智能体故障诊断技术的研究现状及发展

1.3.1分布式故障诊断

1.3.2多智能体故障诊断系统的优点

1.3.3多智能体故障诊断技术的研究现状及发展

1.4论文主要内容和结构安排

第二章8G型电力机车特征分析

2.1 8G型电力机车的基本结构

2.2 8G型电力机车电气系统主要特点

2.3 8G型电力机车电气系统主要特点

2.3.1 8G型电力机车主电路特点

2.3.2 8G型电力机车辅助电路特点

2.3.3 8G型电力机车控制电路特点

2.4 8G型电力机车电气系统的故障特性

2.4.1 8G型电力机车电气系统故障分类

2.4.2 8G型电力机车电气系统故障特点

2.5基于MAS的故障诊断技术研究

2.5.1 Agent理论

2.5.2 MAS的理论及其结构

2.5.3多智能体故障诊断系统的结构

2.6本章小结

第三章8G型电力机车故障诊断系统总体结构

3.1 8G型电力机车故障诊断系统在线诊断方案

3.1.1 8G型电力机车故障诊断系统总体结构

3.1.2任务分解Agent结构功能

3.1.3任务分配Agent结构功能

3.1.4协助Agent结构功能

3.1.5诊断Agent结构功能

3.1.6决策Agent结构功能

3.1.7监测子系统

3.1.8数据库子系统和人机交互子系统

3.1.9通信机制

3.2诊断系统运行过程

3.2.1系统运行过程分析

3.2.2任务分解方法设计

3.2.3任务分配方法设计

3.2.4诊断Agent组合方法设计

3.2.5决策方法设计

3.3本章小结

第四章8G型电力机车故障诊断系统实现

4.1故障诊断系统硬件实现

4.1.1系统硬件平台设计

4.1.2监测子系统硬件设计

4.1.3通信总线功能实现

4.1.4中央处理单元功能实现

4.1.5人机交互子系统功能实现

4.2故障诊断系统软件实现

4.2.1系统软件整体结构

4.2.2 MAS中智能体的软件实现

4.3诊断系统工作实例

4.4本章小结

第五章总结与展望

5.1论文的主要总结

5.2未来工作的研究展望

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间的论文情况和科研情况