[发明专利]一种电机丝杆驱动车门的故障诊断方法

说明书

技术领域

本发明属于信息技术领域，具体涉及一种电机丝杆驱动车门的故障诊断方法。 

背景技术

车门系统是目前大多数地铁公司故障率最高的系统之一，由于列车运营时间的增加以及运营乘客的增多，许多乘客对车门的粗暴对待，导致车门故障，甚至影响列车运行导致晚点的事情时有发生。如何通过列车在途运行的数据及时安排车门的保养，提高列车维保质量，是急需解决的一大问题。一直以来，对于城轨列车门控系统的研究往往局限于对于检修数据的统计。传统的气动车门的故障诊断往往基于限位开关采集到的车辆闭合时间，对于目前闭环控制的电机车门来说，车辆闭合时间差别是不显著的。车门工作的实时数据存储于EDCU（电子门控单元）中，并能够通过MVB传输至故障诊断计算机。 

目前城轨列车电动车门的研究因为实时数据获取困难而局限于可靠性分析，如包括可靠性框图法、故障树法、GO法等，需要大量的先验知识而没有充分利用到列车实时运行状态数据，且对于一些新开行的线路与新的设备型号，这是不可行的。现有技术提出了通过参数辨识的方法对车门运动状态下的电机电感，电阻等参数进行估计并指导车门系统的故障诊断，但该方法仅能应用于已故障的车门系统，事实上车门系统的故障模式是有可能向更恶劣的方式发展。 

发明内容

本发明为了解决现有技术的不足之处，提供一种电机丝杆驱动车门的故障诊断方法，可以考虑到车门的闭环控制特性，通过车门系统输出功率的变化获 取车门的实时状态，在车门系统故障之前能够及时预警，并指导维修。 

本发明实施例提供了一种电机丝杆驱动车门的故障诊断方法，包括： 

使用粗糙集的方法，采集样本数据，选取离散化程度，获取一次离散后的决策表及二次离散后的决策表； 

对二次离散后的决策表进行属性约简，根据每个属性约简集分别进行属性值约简，生成故障规则。 

附图说明

图1为门系统原理图； 

图2为典型的门运动速度轨迹示意图； 

图3为本发明实施例一的方法流程图。 

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。 

在介绍详细方法步骤之前，需要先说明车门故障检测原理： 

目前广州地铁一二八号线使用车门为丝杆式塞拉门结构。门系统原理图如图1所示，图1中各标号的含义如下：1-连接装置；2-前支承；3-螺母锁闭装置；4-中间支承；5-门到位开关；6-螺母锁闭装置；7-后支承；8-端部解锁组件；9-左门扇；10-右门扇。 

其中电机驱动丝杆转动，丝杆与携门架上的螺母作用并驱动车门开关,丝杆所采用的螺纹类型为梯形。丝杆分为两个部分，螺纹旋转方向相反，用于分别开闭左右门扇。每一部分分为三段，分别为螺旋升角大于摩擦角的工作段，一段是螺旋升角小于摩擦角的锁闭段，以及介于这两者之间的过渡段。门扇的底 部具有支撑车门以及导向用的滑道。EDCU（电子门控制单元）通过控制电机的转速来达到车门开合的速度与准确性，一个典型的门运动速度轨迹示意如图2所示。开门速度可以通过TCMS在2.5秒至4秒之间进行调节。有一个高分辨率的光编码器安装在电机轴上，光编码器记录了两个转向差来测量电机转速，并以此控制车门的位置。因此编码器与EDCU联合并闭环控制车门的开合，所以以该编码器为基础，从车门的运动时间来检测车门故障是不可行的。 

车门故障的主要方式有： 

1.滚轮导轨故障。 

滚轮导轨用于支撑和撑托携门架，并保证车门顺利的开合，会由于车门的开合或不小心进入的碎屑造成磨损，也会因为乘客的不正常操作，如挤压，撞击，而产生磨损。 

2.丝杆与螺母之间的磨损造成的故障。 

许多乘客抢进抢出，被车门夹住物品等行为容易导致车门的丝杆与螺母之间产生剧烈摩擦，且这些故障在日检中不容易被发现，从而在维修中发生遗漏并导致故障发展严重。 

电动车门还有很多其他的故障方式，如EDCU故障，直流电机故障和继电器故障，但这些故障发生属于偶然性质，难以通过状态观测进行监测，且随着技术更新，可靠性有了较大提升。 

电动车门故障检测原理如下： 

在车门开合过程中，因不涉及重力做功阶段，电机输入基本用于克服摩擦阻力，如下所示：