●章緒論001
1.1研究的背景及意義001
1.2微小故障診斷研究現狀004
1.2.1基於定性方法的微小故障診斷004
1.2.2基於定量方法的微小故障診斷005
1.2.3基於半定性半定量方法的微小故障診斷007
1.3閉環繫統故障診斷研究現狀008
1.4復合故障診斷研究現狀009
1.5高速列車牽引繫統故障診斷研究現狀010
1.6本書的主要內容及結構安排011
第2章基於ToMFIR殘差的執行器早期故障檢測方法及應用013
2.1線性繫統ToMFIR殘差相關理論014
2.1.1線性定常繫統的ToMFIR殘差理論014
2.1.2線性定常繫統的觀測器殘差理論015
2.1.3線性定常繫統ToMFIR殘差理論的拓展及其相關性質016
2.2CRH懸掛繫統作動器微小故障檢測018
2.2.1CRH高速列車懸掛繫統建模018
2.2.2軌道垂向不平順建模024
2.2.3仿真驗證027
2.3小結032
第3章基於ToMFIR殘差和T-S模糊繫統模型的執行器早期故障診斷方法及應用034
3.1繫統描述034
3.1.1正則繫統T-S模糊建模034
3.1.2真實繫統 (含執行器微小故障)T-S模糊建模036
3.2主要結果037
3.2.1初步描述037
3.2.2微小故障檢測(情況1)037
3.2.3微小故障檢測(情況2)039
3.2.4微小故障隔離041
3.2.5微小故障估計047
3.3實例仿真049
3.3.1CRH牽引電機模糊建模及分析049
3.3.2仿真結果及分析053
3.4小結056
第4章基於ToMFIR殘差和滑模觀測器理論的傳感器復合微小故障診斷方法及應用057
4.1繫統建模057
4.2故障檢測方案設計060
4.3復合微小故障隔離方案設計065
4.4應用仿真驗證068
4.4.1CRH2型動車組列車牽引電機非線性建模和分析068
4.4.2仿真結果及分析070
4.5小結074
第5章基於廣義繫統的早期故障重構方法及應用075
5.1問題的提出及繫統描述076
5.2廣義故障/擾動觀測器設計078
5.3仿真研究087
5.3.1CRH2型動車組列車三相PWM逆變器繫統非線性建模和分析087
5.3.2仿真結果089
5.4小結093
第6章基於魯棒觀測器的高速列車牽引電機定子繞組早期故障檢測與隔離094
6.1繫統建模094
6.1.1三相籠式異步電機同步旋轉坐標繫建模096
6.1.2三相籠式異步電機定子/轉子故障建模及分析097
6.1.3三相籠式異步電機狀態空間方程建模099
6.2繞組故障檢測與隔離102
6.2.1繫統變換102
6.2.2故障檢測觀測器設計103
6.2.3故障隔離觀測器設計103
6.2.4針對所有故障模態的魯棒觀測器設計106
6.2.5故障檢測/隔離設計110
6.3仿真分析111
6.4小結114
第7章總結與展望115
7.1本書的主要工作115
7.2後續工作的展望116
參考文獻118

本書針對CRH動車組列車牽引繫統中可能出現的微小故障展開檢測和診斷(故障的定位和重構)的理論研究。主要解決如下問題：在故障特征微弱的情況下，增強殘差內的故障信息，並有效抑制繫統擾動對於微小故障檢測的影響；針對閉環控制對微小故障有補償作用提出有效的解決方案；解決多故障並發下的微小故障檢測和診斷。所提理論運用於列車懸掛控制繫統、電機牽引控制繫統以及逆變器控制繫統中，均取得了較好的仿真效果，從而給動車組的工程實際應用提供可借鋻的理論研究成果。
本書適合高等院校、科研院所等從事自動化、電氣以及軌道交通等領域的人員參考。