[发明专利]一种重载机车多级空转故障检测方法

权利要求书

1.一种重载机车多级空转故障检测方法,其特征在于，首先通过对机车粘着特性曲线分析，将空转等级分类；其次根据粘着特性曲线工作点变化，采用轮对角加速度、牵引力矩导数和粘着系数导数的组合做为判据，对机车空转等级进行检测并分类；所述轮对角加速度、牵引力矩导数和粘着系数导数的组合包括轮对角加速度a、牵引力矩导数粘着系数导数和粘着系数导数与牵引力矩导数之比

2.根据权利要求1所述的重载机车多级空转故障检测方法,其特征在于，所述空转等级包括飞速空转、缓慢空转和微观空转。

3.根据权利要求1所述的重载机车多级空转故障检测方法，其特征在于，所述牵引力矩导数通过对牵引转矩T_m微分运算求得，具体包括以下步骤：根据单位周期输入转矩的差值，牵引力矩导数

4.根据权利要求1所述的重载机车多级空转故障检测方法，其特征在于，所述粘着系数导数通过设计及级联滑模观测器得到，具体包括以下计算步骤：选取状态变量；x₁＝θ，x₂＝ω，x₃＝T_L，θ为电机位移角，ω为电机转速，其中仅x₁是可测的，T_L为电机负载转矩，假设为有界变量。可得如下状态方程：

x·1=x2x·2=-1Jmx3+1JmTmx·3=T·L---(1)]]>

y＝x₁(2)

对式(1)描述的对象，且仅x₁是可测的，针对的情况，设计如下级联滑模观测器对负载转矩导数进行观测：

z^·1=z^2+v3z^·2=-1Jmz^3+1JmTm+v4z^·3=v5---(3)]]>

y^=z^1]]>

其中滑模控制项为

v3=κ1sgn(x1-z^1)---(4)]]>

v4=κ2sgn(x2-z^2)---(5)]]>

v5=κ3sgn(x3-z^3)---(6)]]>

式中，是x₁，x₂，x₃的观测值，κ₁，κ₂，κ₃为待设计常数，sgn(·)为符号函数；

对于任何初始条件x₀∈Rⁿ，对系统式(1)构造观测器式(3)，都能确定足够大的正常数κ_i(i＝1,2,3)，使得负载转矩导数的观测值为

从而获取粘着系数的导数