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| 基于主成分分析城轨信号系统状态监测 摘要 在现代社会中，我国城市轨道的发展越来越好，相对应人们对其要求也越来越高，比如道路交通信号的安全性和可靠性是否可靠等。这些都需要我们继续对其进行研究，还要完善轨道交通中的信号检测方面，减少故障的发生，以此来提高设备的安全性和可靠性。本文以S700K型电动转辙机为例，对道岔故障诊断系统的监测进行研究。 本文第一章先介绍了关于城市中道路的交通信号监测方面的发展由来和实际意义。全面地分析了对城市中道路交通信号系统进行监测的重要性。然后介绍了城市轨道交通常用的信号基础设备，从中挑选了道岔转辙机这一基础设备进行详细分析与故障诊断。并搜集国内外针对S700K型电动转辙机故障监测的研究现状进行阐述。 文章第二章则详细分析了S700K型电动转辙机的可能出现的故障原因与采集故障诊断数据的方法。在第三章的时候引出本文重点主成分分析法，并给出PCA模型和关键统计量 和SPE的控制限的计算方法。 在第四章将主成分分析法具体应用到S700K型电动转辙机的故障诊断中去，通过对数据的采集建立故障特征集，然后设计PCA模型并利用Matlab实现主成分分析法故障诊断的具体方法步骤，最后生成的统计量 和SPE控制限的曲线图更直观的展示了S700K型电动转辙机是否出现故障。结合实际故障判断得出主成分分析法用于S700K型电动转辙机故障监测可行的结论并指出主成分分析其存在的缺点以及解决办法。 关键词：故障监测；S700K型电动转辙机；主成分分析法；PCA模型。 目录 1 绪论 2 1.1城市轨道交通信号系统监测的背景及意义介绍 2 1.2城市轨道交通信号系统基础设备介绍 4 1.3课题领域的国内外研究现状 6 2 转辙机的故障监测方法 10 2.1道岔控制电路原理 10 2.1.1道岔的组成 10 2.1.2 S700K型电动转辙机的结构 10 2.1.3道岔控制电路构成原理 11 2.2道岔控制电路故障分析 12 2.2.1道岔动作过程数据分析 13 2.2.2道岔动作过程数据异常判断 14 2.2.3道岔动作过程数据采集 17 2.3机械故障分析 19 3 主成分分析法 22 3.1主成分分析法简介 22 3.1.1主成分分析的基本概念 22 3.1.3主成分分析的基本原理 22 3.1.4主成分分析法的优缺点 23 3.1.5主成分分析的应用 23 3.2 PCA模型 24 3.2.1 PCA模型介绍 24 3.2.2特征值求解 25 3.2.3主成分个数的确定 25 3.3 主成分分析法的主要检测统计量 26 4 运用主成分分析法实现转辙机故障监测 29 4.1 故障特征集的建立 29 4.2 基于主成分分析法的故障诊断模型建立 32 4.2.1系统框架 32 4.2.2 过程监控 33 4.3 用Matlab实现主成分分析的方法 34 5 结论 39 |
