"1. 國防科技大學磁浮團隊在以常文森教授等老一輩專家帶領下，從事磁浮運載技術自主研究40餘年，在國家“八五”科技攻關、“十五”863計劃、“十一五”“十二五”科技支撐計劃、“十三五”重點研發計劃的支持下，使我國的磁浮列車技術從原理探索走向了工程化。2. 本書以中低速磁浮列車和時速600公裡高速磁浮列車為對像，針對磁浮列車的狀態監測、異常檢測、故障綜合評估以及磁浮控制繫統的故障診斷與容錯問題進行了分析和論述。3. 本書列入“中國磁浮交通基礎理論與優選技術叢書”，叢書第一分冊《時速600公等

●第１章緒論１
１．１概述３
１．２磁浮列車發展現狀５
１．２．１國外磁浮列車的發展現狀５
１．２．２國內磁浮列車的發展現狀１１
１．３磁浮列車狀態監測、故障診斷與容錯控制研究概況２１
１．３．１狀態監測研究概況２１
１．３．２故障診斷研究概況２３
１．３．３容錯控制研究概況２５
１．４磁浮列車狀態監測與故障診斷繫統設計２６
１．４．１車載狀態監測與故障診斷繫統２８
１．４．２地面狀態監測與故障診斷繫統３１
第２章基於數據的磁浮列車懸浮異常狀態檢測３３
２．１概述３５
２．２基於單維時間序列數據的異常狀態檢測３７
２．２．１基於快速沃爾什變換的特征提取３７
２．２．２基於超球體思想的特征選擇３９
２．２．３基於高斯分布的異常閾值設定４０
２．３基於相關分析的多維時間序列數據的異常狀態檢測４２
２．３．１傳統的典型相關分析方法４３
２．３．２基於ＢｏｘＣｏｘ變換的異常閾值設定４４
２．３．３異常檢測算法流程４５
２．４基於加權相關繫數的多維時間序列數據的異常狀態檢測４７
２．４．１基於自相關長度的數據長度選擇４７
２．４．２基於加權相關繫數的異常檢測４８
２．４．３異常檢測算法流程４９
２．４．４磁浮列車懸浮狀態異常檢測試驗５１
２．５基於長短時記憶神經網絡的異常狀態在線檢測５７
２．５．１基於ＬＳＴＭ神經網絡異常檢測基礎５７
２．５．２基於ＬＳＴＭ神經網絡的懸浮狀態異常檢測６１
２．５．３磁浮列車懸浮狀態異常檢測試驗６２
第３章磁浮列車懸浮穩定性的狀態監測與評估６９
３．１概述７１
３．２懸浮繫統的數據結構與穩定性指標７１
３．２．１懸浮繫統的數據結構７２
３．２．２懸浮繫統的穩定性指標７３
３．３基於數據驅動的懸浮繫統穩定性監測７４
３．３．１穩定性指標的實時數據實現７５
３．３．２數據驅動的穩定性監測７６
３．３．３穩定性指標的適用性分析７９
３．４磁浮列車懸浮繫統穩定性評估８０
３．５仿真分析與驗證８１
第４章磁浮列車懸浮控制繫統的故障診斷８３
４．１概述８５
４．２基於Ｋａｌｍａｎ濾波器的懸浮繫統故障診斷８６
４．２．１基於Ｋａｌｍａｎ濾波器的故障檢測方法８６
４．２．２基於Ｋａｌｍａｎ濾波器組的故障診斷方法８８
４．２．３基於Ｋａｌｍａｎ濾波器的故障診斷仿真９０
４．２．４基於Ｋａｌｍａｎ濾波器的故障檢測試驗９６
４．３基於強跟蹤濾波器的懸浮繫統故障診斷９７
４．３．１基於強跟蹤濾波器的狀態與參數聯合估計方法９８
４．３．２基於強跟蹤濾波器的懸浮繫統故障診斷方法及仿真１００
４．３．３基於強跟蹤濾波器的懸浮繫統故障診斷試驗１０１
４．４基於全維狀態觀測器的執行器故障診斷１０２
４．４．１繫統參數變化故障的等效模型１０２
４．４．２基於狀態觀測的故障診斷算法１０４
４．４．３執行器模擬故障分析與診斷１０４
４．４．４執行器故障對懸浮繫統的影響１０６
４．４．５執行器的故障診斷仿真和試驗１０７
４．５基於信號比較的加速度傳感器故障診斷１１０
４．５．１加速度傳感器故障診斷１１０
４．５．２故障診斷仿真分析１１４
４．５．３加速度傳感器故障診斷試驗１１９
第５章磁浮列車的故障模糊綜合評估１２１
５．１概述１２３
５．２故障模糊綜合評估方法與模型分析１２４
５．２．１故障模糊綜合評估方法１２４
５．２．２故障模糊綜合評估模型分析１２６
５．３故障模糊綜合評估模型１２８
５．３．１中低速磁浮列車繫統組成１２８
５．３．２評價集與因素集層次的劃分１３０
５．３．３模糊綜合評估模型的建立１３３
５．３．４因素隸屬度和因素權重值的分配確定１３４
５．４故障模糊綜合評估流程與試驗１３８
５．４．１故障模糊綜合評估流程框架１３８
５．４．２故障模糊綜合評估試驗分析１４０
第６章基於分布估計的模糊綜合評估參數優化１４３
６．１概述１４５
６．２分布估計算法的設計思想與特點分析１４６
６．２．１分布估計算法的基本思想１４６
６．２．２分布估計算法的特點分析１４７
６．３分布估計算法的參數優化方法１４８
６．３．１參數編碼及初始化參數１４８
６．３．２適應度的計算１４９
６．３．３概率估計模型的構建１５０
６．３．４訓練和測試模型１５１
６．４分布估計算法的性能測試與比較１５２
６．４．１分布估計算法的參數影響分析１５２
６．４．２分布估計算法與遺傳算法的效果比較１５６
６．４．３分布估計算法與其他機器學習算法的效果比較１５６
６．５基於分布估計的模糊綜合評估參數優化設計與實現１５８
第７章中低速磁浮列車懸浮繫統的容錯設計１６１
７．１概述１６３
７．２中低速磁浮列車懸浮繫統控制架構１６４
７．３懸浮傳感器的容錯設計１６６
７．３．１懸浮傳感器的冗餘設計１６７
７．３．２懸浮傳感器的可靠性設計１７０
７．３．３考慮懸浮傳感器故障的主動容錯控制１７２
７．４懸浮控制計算機的冗餘設計１７８
７．４．１控制計算機的冗餘設計方法１８０
７．４．２基於雙機熱備的懸浮控制計算機的冗餘設計１８２
７．５懸浮斬波器的可靠性設計１８６
７．５．１基於ＩＧＢＴ模塊的懸浮斬波器分析１８６
７．５．２基於ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ模塊的懸浮斬波器優化設計１８８
７．６懸浮控制繫統的容錯方案設計１９１
７．６．１基於搭接結構的懸浮繫統冗餘設計１９１
７．６．２基於端部電磁鐵加長的懸浮繫統冗餘設計１９４
７．６．３一種分布式懸浮繫統容錯控制方案１９６
第８章高速磁浮列車懸浮繫統容錯控制１９９
８．１概述２０１
８．２高速磁浮列車懸浮繫統容錯控制方案２０２
８．２．１高速磁浮列車懸浮繫統基本結構２０２
８．２．２高速磁浮列車懸浮繫統分級容錯控制結構２０３
８．３基於Ｙｏｕｌａ參數化的容錯控制方法分析２０５
８．３．１控制器Ｙｏｕｌａ參數化分析２０５
８．３．２控制器Ｙｏｕｌａ參數化的兩種實現形式２０７
８．３．３基於Ｙｏｕｌａ參數化的懸浮繫統分級容錯控制結構２０８
８．４考慮微小故障的單懸浮繫統容錯控制２１２
８．４．１基於梯度下降法的Ｙｏｕｌａ參數在線更新２１２
８．４．２微小故障條件下懸浮控制繫統容錯控制仿真分析２１７
８．５基於信號重構的單懸浮繫統主動容錯控制２１８
８．５．１加速度傳感器故障情況下間隙微分信號重構方法２１９
８．５．２單間隙傳感器故障情況下懸浮間隙信號重構方法２２０
８．５．３基於信號重構的傳感器故障容錯控制仿真２２１
８．６基於搭接懸浮結構的主動容錯控制２２４
８．６．１懸浮搭接結構單點故障時的數學模型２２５
８．６．２容錯控制器設計２２６
８．６．３搭接結構故障仿真與試驗２２７
參考文獻２３２

隨著磁浮交通技術走向工程化和商業化應用，人們對磁浮交通繫統的安全性和可靠性提出了更高的要求，狀態監測、故障診斷與容錯控制是實現上述需求的有效途徑之一。本書將中低速磁浮列車和時速600公裡高速磁浮列車作為研究對像，以解決工程實際問題為目標，對磁浮列車的狀態監測、異常檢測、故障診斷以及磁浮控制繫統的故障診斷與容錯問題進行了分析和論述。
本書是國防科技大學磁浮團隊承擔北京和長沙等中低速磁浮工程項目、“十五”863、“十一五”、“十二五”科技支撐計劃以及“十三五”重點研發計劃高速磁浮課題相關研究工作的總結。國防科技大學磁浮團隊歷經40多年的技術攻關，完成了電磁懸浮原理研究、集成試驗、整車驗證、運營線建設與維護的研制歷程。全書以準確的數據、大量的仿真和現場試驗為基礎，深入淺出地全面介紹了中低速磁浮列車和高速磁浮列車的狀態監測、故障診斷與容錯控制關鍵技術，可為磁浮技術在運載工具、旋轉機械、等