[发明专利]高速列车闭环刹车制动系统间歇故障检测方法

权利要求书

1.高速列车闭环刹车制动系统间歇故障检测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤11、离线训练：

111、假设高速列车闭环刹车制动系统包含m个传感器，且m个传感器的采样时刻均相同，则连续采集N个正常单工况下的样本数据，并构造如式(1)所示的正常工况测量矩阵：

[X₁,X₂,…,X_N]∈R^m×N (1)

其中，X_k∈R^m×1为列向量；

112、按照式(2)对测量数据进行增广，构造增广测量矩阵Y∈R^(N-W+1)×Wm：

其中，W为增广的窗口长度，其初始值取为1；

113、将增广测量矩阵Y的各列标准化为零均值单位方差，并对标准化后的测量矩阵X的协方差矩阵S按照式(3)进行特征值分解：

其中，Λ包含了协方差矩阵S的Wm个特征值，并以降序排列，P为对应的特征向量；

114、确定主成分的个数l，并将按照式(4)分解：

其中，P由的前l列构成；

115、按照式(5)计算主成分空间的马氏距离T²、平方预测误差Q、主成分空间的马氏距离T²和平方预测误差Q的加权φ、全空间马氏距离D统计量的核矩阵：

M_Q＝I-PP^T

M_D＝S^-1 (5)

其中，J_th,Q,J_th,φ,J_th,D为T²，Q，φ，D统计量的阈值，根据给定的置信水平α由式(6)确定，

其中，为自由度为h的χ²分布置信水平为α时的上分位数；

116、根据历史故障数据，给出高速列车闭环刹车制动系统间歇故障的方向ξ_q、故障幅值下界并对T²，Q，φ，D统计量分别计算其flag值如式(7)：

若不存在任何一个统计量的flag值大于1，则置W＝W+1并重新从步骤112开始执行；

若存在flag值大于1的统计量，则选取flag值最大的统计量记为统计量γ，并采用统计量γ进行如下在线阶段的故障检测；

步骤12、在线故障检测：

121、在线采集新测量样本y_k，并按照式(8)构造增广的新测量样本向量

根据训练数据，将增广的新测量样本标准化为

122、根据式(9)在线实时计算所选取的统计量γ，

其中M_γ为统计量γ_k的核矩阵，已由离线训练阶段的步骤115确定；

123、根据式(10)的逻辑进行故障检测：