磁浮列车状态监测、故障诊断与容错控制

定　价：¥138.00

作　者：	龙志强翟明达王志强等著
出版社：	上海科学技术出版社
丛编项：	中国磁浮交通基础理论与先进技术丛书
标　签：	暂缺

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ISBN：	9787547862216	出版时间：	2023-07-01	包装：	精装
开本：	16开	页数：		字数：

内容简介

　　随着磁浮交通技术走向工程化和商业化应用，人们对磁浮交通系统的安全性和可靠性提出了更高的要求，状态监测、故障诊断与容错控制是实现上述需求的有效途径之一。本书将中低速磁浮列车和时速600公里高速磁浮列车作为研究对象，以解决工程实际问题为目标，对磁浮列车的状态监测、异常检测、故障诊断以及磁浮控制系统的故障诊断与容错问题进行了分析和论述。本书是国防科技大学磁浮团队承担北京和长沙等中低速磁浮工程项目、“十五”863、“十一五”、“十二五”科技支撑计划以及“十三五”重点研发计划高速磁浮课题相关研究工作的总结。国防科技大学磁浮团队历经40多年的技术攻关，完成了电磁悬浮原理研究、集成试验、整车验证、运营线建设与维护的研制历程。全书以准确的数据、大量的仿真和现场试验为基础，深入浅出地全面介绍了中低速磁浮列车和高速磁浮列车的状态监测、故障诊断与容错控制关键技术，可为磁浮技术在运载工具、旋转机械、军事装备研发中的应用提供参考。

作者简介

　　龙志强，国防科技大学智能科学学院研究员、博士生导师，控制科学与工程学科电磁悬浮与推进方向学术带头人，全军优秀教师，获国务院政府特殊津贴。多年来一直从事磁浮技术研究，我国中低速和高速磁浮领域知名专家，国家863高速磁浮重大专项专业组专家，国防科技大学磁浮方向技术总师。牵头国家科技支撑计划和重点研发计划等20项重大工程课题，带领团队形成多层次科研攻关能力体系。在磁浮核心装备研发与创新方面、新型中速磁浮和永磁电磁混合悬浮等方面进行了开拓性研究，牵头研制了一列两辆编组的永磁电磁混合悬浮高速试验车的悬浮控制系统并成功运行。作为磁浮核心装备总体组长，完成了北京市重大工程——中低速磁浮示范线研建；作为省政府集成顾问和悬浮控制项目负责人，完成了湖南省重点工程——长沙磁浮快线研建。获省部级科技进步一等奖4项、湖南省科技创新奖1项。出版专著3部，其中英文专著1部；授权专利60项。

图书目录

第１章绪论１
１．１概述３
１．２磁浮列车发展现状５
１．２．１国外磁浮列车的发展现状５
１．２．２国内磁浮列车的发展现状１１
１．３磁浮列车状态监测、故障诊断与容错控制研究概况２１
１．３．１状态监测研究概况２１
１．３．２故障诊断研究概况２３
１．３．３容错控制研究概况２５
１．４磁浮列车状态监测与故障诊断系统设计２６
１．４．１车载状态监测与故障诊断系统２８
１．４．２地面状态监测与故障诊断系统３１
第２章基于数据的磁浮列车悬浮异常状态检测３３
２．１概述３５
２．２基于单维时间序列数据的异常状态检测３７
２．２．１基于快速沃尔什变换的特征提取３７
２．２．２基于超球体思想的特征选择３９
２．２．３基于高斯分布的异常阈值设定４０
２．３基于相关分析的多维时间序列数据的异常状态检测４２
２．３．１传统的典型相关分析方法４３
２．３．２基于ＢｏｘＣｏｘ变换的异常阈值设定４４
２．３．３异常检测算法流程４５
２．４基于加权相关系数的多维时间序列数据的异常状态检测４７
２．４．１基于自相关长度的数据长度选择４７
２．４．２基于加权相关系数的异常检测４８
２．４．３异常检测算法流程４９
２．４．４磁浮列车悬浮状态异常检测试验５１
２．５基于长短时记忆神经网络的异常状态在线检测５７
２．５．１基于ＬＳＴＭ神经网络异常检测基础５７
２．５．２基于ＬＳＴＭ神经网络的悬浮状态异常检测６１
２．５．３磁浮列车悬浮状态异常检测试验６２
第３章磁浮列车悬浮稳定性的状态监测与评估６９
３．１概述７１
３．２悬浮系统的数据结构与稳定性指标７１
３．２．１悬浮系统的数据结构７２
３．２．２悬浮系统的稳定性指标７３
３．３基于数据驱动的悬浮系统稳定性监测７４
３．３．１稳定性指标的实时数据实现７５
３．３．２数据驱动的稳定性监测７６
３．３．３稳定性指标的适用性分析７９
３．４磁浮列车悬浮系统稳定性评估８０
３．５仿真分析与验证８１
第４章磁浮列车悬浮控制系统的故障诊断８３
４．１概述８５
４．２基于Ｋａｌｍａｎ滤波器的悬浮系统故障诊断８６
４．２．１基于Ｋａｌｍａｎ滤波器的故障检测方法８６
４．２．２基于Ｋａｌｍａｎ滤波器组的故障诊断方法８８
４．２．３基于Ｋａｌｍａｎ滤波器的故障诊断仿真９０
４．２．４基于Ｋａｌｍａｎ滤波器的故障检测试验９６
４．３基于强跟踪滤波器的悬浮系统故障诊断９７
４．３．１基于强跟踪滤波器的状态与参数联合估计方法９８
４．３．２基于强跟踪滤波器的悬浮系统故障诊断方法及仿真１００
４．３．３基于强跟踪滤波器的悬浮系统故障诊断试验１０１
４．４基于全维状态观测器的执行器故障诊断１０２
４．４．１系统参数变化故障的等效模型１０２
４．４．２基于状态观测的故障诊断算法１０４
４．４．３执行器模拟故障分析与诊断１０４
４．４．４执行器故障对悬浮系统的影响１０６
４．４．５执行器的故障诊断仿真和试验１０７
４．５基于信号比较的加速度传感器故障诊断１１０
４．５．１加速度传感器故障诊断１１０
４．５．２故障诊断仿真分析１１４
４．５．３加速度传感器故障诊断试验１１９
第５章磁浮列车的故障模糊综合评估１２１
５．１概述１２３
５．２故障模糊综合评估方法与模型分析１２４
５．２．１故障模糊综合评估方法１２４
５．２．２故障模糊综合评估模型分析１２６
５．３故障模糊综合评估模型１２８
５．３．１中低速磁浮列车系统组成１２８
５．３．２评价集与因素集层次的划分１３０
５．３．３模糊综合评估模型的建立１３３
５．３．４因素隶属度和因素权重值的分配确定１３４
５．４故障模糊综合评估流程与试验１３８
５．４．１故障模糊综合评估流程框架１３８
５．４．２故障模糊综合评估试验分析１４０
第６章基于分布估计的模糊综合评估参数优化１４３
６．１概述１４５
６．２分布估计算法的设计思想与特点分析１４６
６．２．１分布估计算法的基本思想１４６
６．２．２分布估计算法的特点分析１４７
６．３分布估计算法的参数优化方法１４８
６．３．１参数编码及初始化参数１４８
６．３．２适应度的计算１４９
６．３．３概率估计模型的构建１５０
６．３．４训练和测试模型１５１
６．４分布估计算法的性能测试与比较１５２
６．４．１分布估计算法的参数影响分析１５２
６．４．２分布估计算法与遗传算法的效果比较１５６
６．４．３分布估计算法与其他机器学习算法的效果比较１５６
６．５基于分布估计的模糊综合评估参数优化设计与实现１５８
第７章中低速磁浮列车悬浮系统的容错设计１６１
７．１概述１６３
７．２中低速磁浮列车悬浮系统控制架构１６４
７．３悬浮传感器的容错设计１６６
７．３．１悬浮传感器的冗余设计１６７
７．３．２悬浮传感器的可靠性设计１７０
７．３．３考虑悬浮传感器故障的主动容错控制１７２
７．４悬浮控制计算机的冗余设计１７８
７．４．１控制计算机的冗余设计方法１８０
７．４．２基于双机热备的悬浮控制计算机的冗余设计１８２
７．５悬浮斩波器的可靠性设计１８６
７．５．１基于ＩＧＢＴ模块的悬浮斩波器分析１８６
７．５．２基于ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ模块的悬浮斩波器优化设计１８８
７．６悬浮控制系统的容错方案设计１９１
７．６．１基于搭接结构的悬浮系统冗余设计１９１
７．６．２基于端部电磁铁加长的悬浮系统冗余设计１９４
７．６．３一种分布式悬浮系统容错控制方案１９６
第８章高速磁浮列车悬浮系统容错控制１９９
８．１概述２０１
８．２高速磁浮列车悬浮系统容错控制方案２０２
８．２．１高速磁浮列车悬浮系统基本结构２０２
８．２．２高速磁浮列车悬浮系统分级容错控制结构２０３
８．３基于Ｙｏｕｌａ参数化的容错控制方法分析２０５
８．３．１控制器Ｙｏｕｌａ参数化分析２０５
８．３．２控制器Ｙｏｕｌａ参数化的两种实现形式２０７
８．３．３基于Ｙｏｕｌａ参数化的悬浮系统分级容错控制结构２０８
８．４考虑微小故障的单悬浮系统容错控制２１２
８．４．１基于梯度下降法的Ｙｏｕｌａ参数在线更新２１２
８．４．２微小故障条件下悬浮控制系统容错控制仿真分析２１７
８．５基于信号重构的单悬浮系统主动容错控制２１８
８．５．１加速度传感器故障情况下间隙微分信号重构方法２１９
８．５．２单间隙传感器故障情况下悬浮间隙信号重构方法２２０
８．５．３基于信号重构的传感器故障容错控制仿真２２１
８．６基于搭接悬浮结构的主动容错控制２２４
８．６．１悬浮搭接结构单点故障时的数学模型２２５
８．６．２容错控制器设计２２６
８．６．３搭接结构故障仿真与试验２２７
参考文献２３２