基于Lipschitz指数熵的轴承故障检测方法

针对利用小波奇异点进行故障检测无法克服噪声影响的不足,提出采用Lipschitz指数熵作为特征进行故障检测.该方法以信号在小波域上分解形成的Lipschitz指数谱向量的熵值作为故障的诊断特征,建立了基于Lipschitz指数熵的故障检测模型,并提出了基于粒子群优化的特征阈值选择方法.将该方法同基于小波能量谱、小波包能量谱熵特征和小波奇异点检测的方法进行比较,实验结果表明采用Lipschitz指数熵作为特征都能有效克服噪声影响,在检测时间及检测率上较另外3种方法有显著提高.     

基于二维倒数灰度熵的河流遥感图像分割

为进一步提高河流检测与识别系统中河流遥感图像分割的准确性和处理速度,提出了分解的二维倒数灰度熵河流遥感图像阈值分割方法.首先引入了倒数灰度熵,避免了香农熵中的无定义点问题,给出了一维倒数灰度熵阈值选取方法,考虑了图像灰度级概率及类内像素灰度均匀性;然后经推广导出了二维倒数灰度熵最佳阈值选取公式,增强了抗噪性;最后提出了二维倒数灰度熵的分解算法,将求解二维最佳阈值转化成分别求解灰度级图像和邻域平均灰度级图像的一维最佳阈值,运算量从O(L4)大幅降低至O(L).经大量实验验证,与改进的Otsu法、基于粒子群优化(PSO)的二维最大香农熵法、基于混沌小生境粒子群优化(NCPSO)的二维斜分倒数熵法相比,该方法在对河流遥感图像的分割效果和处理速度方面有明显优势.     

基于实车数据和BP-AdaBoost算法的电动汽车动力电池健康状态估计

动力电池健康状态(State of Health, SOH)估计是电动汽车领域关注的一个热点,目前的大部分方法都是基于实验室测试数据进行估计,忽略了实际车辆运行情况。本文使用国家大数据联盟平台采集的实际车辆运行数据进行电池SOH的估计。数据预处理方面,在清洗异常数据时,保留了实车数据中合理的强噪声数据,保证了数据的真实性。特征选择方面,选择容量增量曲线峰值和对应的电压以及基于安时积分得到的小片段充电容量数据。算法方面,针对真实数据的弱时序性问题,利用BP-Adaboost算法进行电池SOH估计的研究。最后,利用同一类型三辆车的数据进行了模型训练、测试和验证,预测结果与LSTM-RNN算法对比,BP-Adaboost算法估计误差更小,平均绝对误差MAE达到0.96%,因此,本文提出的方法可以应用于实车电池SOH的高精度估计。     

数据驱动的变速器传感器故障诊断方法

针对基于模型以及基于规则的故障诊断方法的局限性，运用数据驱动的方法对变速器传感器进行故障诊断。使用逐步回归算法建立传感器模型，将实际传感器输出与传感器模型输出相减得到残差序列；用小波包变换（WPT）对残差序列进行分解，提取节点的香农熵作为特征值；最后，用概率神经网络（PNN）对不同传感器故障的特征值进行识别。使用硬件在环仿真获取车辆行驶过程中的变速器信号对该方法进行验证。结果表明：该方法的诊断正确率达到98.50%，在不同的样本划分情况下诊断正确率变化很小。此外，还对其他多个变速器传感器进行了故障诊断，诊断正确率均在较高值，证明了该方法的普适性。     

基于SSA-SVM的航空电弧故障检测

针对航空线路系统电弧故障隐蔽性高和难以检测的问题,提出一种基于麻雀搜索算法优化支持向量机（Sparrow Search Algorithm Optimization Support Vector Machine,SSA-SVM）的航空电弧故障检测方法。首先采用小波分解对电弧故障电流数据进行分解,小波分解能有效克服经验模态分解时存在的模态混叠问题。再从信号无序度的角度对电流分量提取能量熵、模糊熵与近似熵,并构造特征向量。然后,使用麻雀搜索算法对支持向量机的权值进行优化,得到最优的权值,最后用训练好的支持向量机对测试样本进行分类。为了验证所提方法的有效性,搭建电弧实验平台,模拟航空线路系统电弧故障的产生,分别采集交流串联正常和电弧故障电流数据,应用本文提出的SSA-SVM算法进行电弧故障检测,结果表明,该方法能较好地识别出电弧故障,检测准确率达到99.5%,相比于粒子群算法或遗传算法优化的支持向量机对电弧故障的检测准确率分别高出2.5%和2%。     

基于机器学习的车队数据分析

为了增强新一代车辆的功能和安全性，收集了大量的车辆行驶历史数据，利用机器学习方法创建基于规则的计算模型，以检测车队中的故障车辆。详细介绍了模型的设计步骤，并通过低压电池的电气故障测试进行该方法的有效性验证。分析结果可供后续车型台架测试参考。     

基于CEEMDAN多尺度模糊熵和SSA-BP神经网络的VP型垂直摆倾斜仪故障辨识

针对现有倾斜仪故障记录的甄别与分类主要依靠人工经验,诊断过程繁琐及诊断精度不高的问题,充分利用信号分解技术的特征升维与机器学习模型的快速自动分类等优势,提出一种结合完备集成经验模态分解（Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN）多尺度模糊熵和麻雀搜索算法（SSA）优化BP神经网络的VP型宽频带垂直摆倾斜仪故障自动诊断方法。该方法首先将故障数据归一化,利用CEEMD分解信号得到本征模态函数（IMF）的多尺度模糊熵,然后基于麻雀搜索算法（SSA）优化BP神经网络的权值与阈值,得到最佳权值和阈值,最后应用SSA-BPNN模型对倾斜仪故障特征数据进行辨识。实验表明:CEEMD多尺度模糊熵判据具有良好的倾斜仪故障特征区分效果;SSA-BP神经网络模型在准确率和召回率上,相比BP模型分别提高4.758 1、6.321 6个百分点,辨识过程更稳健,弥补了VP型倾斜仪在故障智能识别领域的空白。     

基于乘积函数相关熵的滚动轴承故障辨识方法

为了提高多工况下对滚动轴承的故障辨识能力,本文提出以乘积函数相关熵为故障特征的滚动轴承故障辨识方法,并利用最小二乘支持向量机(Least Square Support Vector Machine,LSSVM)实现自动辨识.首先对预处理的轴承振动信号进行局部均值分解,提取乘积函数(Product Function,PF),然后计算PF与原始信号的皮尔逊积矩相关系数熵,进而根据离散变量相关熵的估计模型得到乘积函数相关熵(Product Function Correntropy,PFC).以PFC为故障特征,结合LSSVM实现滚动轴承的故障识别.多组工况下的滚动轴承状态辨识实验证实了PFC比经典故障特征具有更高的故障辨识效率;另外改变工况参数提取轴承振动数据,验证了PFC-LSSVM方法具有更好的鲁棒辨识能力.综上所述,本文验证了LMD-PFC-LSSVM方法的高效性和实用性,为提高复杂工况下在线故障诊断能力提供了可靠的技术支持,具有广阔的应用前景.     

基于卡口监测数据流的套牌车检测

套牌车行为不仅扰乱公共交通秩序,还危害了真实车主的利益,给社会带来了极大危害,整治套牌车刻不容缓.广泛使用的卡口时间对比法使用统一的速度阈值检测套牌车辆,一旦阈值设置不当,容易造成套牌误判和漏检,导致检测结果准确率低.针对这样的问题,本文提出了一种两阶段的套牌车检测框架.离线部分根据历史卡口摄像头监测数据分时段对各路段建立速度分布,确定不同时段各路段的正常速度阈值;在线部分基于滑动窗口模型,根据正常速度阈值,对各路段实时通行车辆进行持续监测,将高频度出现速度异常的车辆判定为套牌车.最后使用真实卡口监测数据集对所提方法进行有效性验证,实验结果表明该方法能够有效避免噪声数据干扰,从而显著提升了套牌车检测的准确率.     

谐波小波样本熵与HMM模型的轴承故障模式识别

根据谐波小波分解非平稳振动信号优良特性与隐马尔科夫(HMM)模型的时序模式分类能力,提出了一种基于谐波小波样本熵与HMM模型结合的轴承故障模式识别方法.该方法首先利用谐波小波对轴承各个状态故障信号进行分解,进而由谐波小波三维时频网格图的频率层数特征计算合理的样本熵维数和阈值,依次提取轴承振动信号各层的样本熵构成特征向量序列;然后将序列前120组输入HMM模型中进行训练得到对应故障模型,剩余80组进行测试与识别,通过对比对数似然估计概率输出值确定轴承故障类型.实验通过与BP和RBF神经网络模型进行不同训练组数的正确识别率对比,验证了该组合方法具有识别准确率高,稳定性强的优点.     

电动汽车动力电池健康状态在线估算方法

针对电动汽车动力电池SOH(state of health)的估算问题,提出一种可以在线运行的有效估算方法.其优势在于仅依托电池管理系统实时测量电压、电流等数据,无需离线电池寿命衰退曲线及电池的初始状态,因此更符合电动汽车对于SOH估算问题的实际需求.在电池恒流充电模式下,以Thevenin及OCV-SOC模型为基础,构建以时间和SOH为隐变量的电池模型.基于此电池模型,提出利用NLS(nonlinear least square)初始化GA搜索范围的快速求解算法进行在线参数辨识,得到电动汽车实时的SOH估计值.验证结果表明SOH估计算法具有较好的实用性及较高的估算精度.     

基于电池循环寿命的纯电动汽车续驶里程估算

为了提高纯电动汽车的续驶里程估算精度,降低因电动汽车续驶里程估计不准确而出现的"里程焦虑",提出一种基于电池循环寿命的纯电动汽车续驶里程估算方法。首先,以纯电动汽车的整体性能分析为基础,将汽车续驶里程估算中电池循环使用时长问题,通过卡尔曼滤波算法转化为代价函数逼近最小值问题,确定电池循环使用寿命。其次,通过计算电池组剩余能量和已行驶里程,计算出纯电动汽车单位里程能耗;最后,计算出纯电动汽车循环工况续驶里程。实验结果表明,采用该方法对纯电动汽车续驶里程进行估算准确性较高,估算误差最低为2. 5%,提高了对纯电动汽车续驶里程的估算精度。     

A model-based driving cycle test procedure of electric vehicle batteries

The battery test methods are the key issues to investigate the energy-storage characteristics and dynamic characteristics of electric vehicle （EV） batteries.In this paper,the research advances of existing battery test methods as well as driving cycles are reviewed.An electric vehicle model that consists of EV dynamics model,battery model and electric motor model is built.The dynamic characteristics of the battery in frequency domain are analyzed.Based on the EV model and the frequency domain characteristics of the battery,a driving cycle test procedure of EV battery is proposed.The battery test procedure is able to reflect the real-world characteristics of EV batteries,and can be used as a universal EV battery test method.     

纯电动汽车电池管理系统的设计及应用

针对目前唯一可以产业化的纯电动汽车使用的主要能源动力电池,设计开发了电池管理系统。系统以单片机为核心,采用分布式网络控制系统结构,可以实时检测动力电池的各种运行参数:电池SOC、总电压、总电流、单体模块电压、电池包内特征温度;可以根据电池状态进行故障诊断和报警,同时具有热管理功能等;系统参数通过PC进行标定,通过CAN总线与整车其他系统进行通信实现信息共享。系统已经在BK 6121EV纯电动公交客车上安装。实验室和实车试验结果表明:系统电池电压测量精度为1%满足要求,系统各个功能运行稳定、可靠。     

基于交通视频的运动车辆检测方法

为解决交通测试系统中车辆实时跟踪和分割的问题, 以数字图像处理方法为手段, 针对采集到的交通路况信息, 重点研究了背景差分算法提取运动车辆, 并提出了一种计算量较小的自适应背景更新算法; 采用一种工作在HSV(Hue, Saturation, Valve)空间非基于模型的车辆阴影检测算法, 并提出设置阈值参数的方法, 在去除车辆阴影的同时也滤除了行人、 自行车及摩托车等干扰; 针对车辆阴影检测后的二值化图像, 采用适合的形态学方法进行后期处理。对实际交通环境下的大量视频和图像进行测试的结果表明, 该方法可以有效地实现运动车辆的检测。     

混合动力汽车故障数据记录系统设计

以某ISG(integrated starter and generater)型混合动力电动汽车为研究对象,开展混合动力电动汽车故障诊断数据记录系统的研究.通过CAN总线和K线的应用,建立混合动力汽车故障诊断信息数据采集的通讯网络.设计了包括CPU处理模块、通信模块、USB存储模块等故障诊断数据记录系统的硬件结构.针对系统要求和特点,在系统硬件方案设计、软件设计的基础上,对USB在系统中实现数据的海量信息存储应用进行了具体的电路设计和分析.在车辆行驶信息记录实验过程中,该故障信息记录系统运行稳定,数据记录完整、准确,在线显示的参数也能较好地反映车辆行驶状态.     

基于权重的居住区配电网下动态功率分配策略

大规模电动汽车的随机接入将导致小区配电网超出安全限制容量。如何利用可用的电力资源为电动汽车进行功率公平分配,降低电网运行风险是一个重要问题。为此提出了一种基于权重的居住区配电网下的电动汽车动态功率分配策略。基于电动汽车各项申报信息和小区电网状态,将电动汽车的已充电时长、停留时长及荷电状态作为评价指标,利用熵权法确定电动汽车充电权重;并结合加权最大最小公平分配算法,根据充电权重对小区随时变化的可用负荷进行公平分配。通过蒙特卡洛模拟的MATLAB仿真验证策略的有效性。仿真结果表明策略能依据小区实时负荷曲线,最大化利用可用电能去动态适应快速变化的充电需求,有效提升了电网和用户满意度。     

电动汽车开发的关键技术及技术路线

电动汽车是 2 1世纪绿色交通工具 ,电动汽车技术是当前国际上正在进行研究的一项高新技术。文章介绍了电动汽车的基本结构以及电力驱动的几种方式如集中驱动、车桥驱动、双电机驱动和轮毂电机驱动等 ;分析了电动汽车开发的关键技术如蓄电池技术、蓄电池管理技术、电动机技术、电动机控制技术、电动汽车车身和底盘技术等以及电动汽车最新技术动态 ;并提出了突破这些关键技术的措施和电动汽车开发的技术路线     

电动汽车续驶里程及其影响因素的研究

研究了电动汽车续驶里程的计算方法,根据电池释放的能量与电动汽车消耗的能量相等的方法计算,使用BJD6100－EV电动公交车的有关参数,计算在不同速度下均速行驶时的续驶里程及阻力功率,建立电池均匀性对电池输出功率的影响模型,分析整车参数,环境温度对电动汽车的续驶里程的影响,绘制相应的曲线,结合对BJD6100－EV电动公交车的道路试验,验证了续驶里程的计算方法及续驶里程的影响因素,并提出了增加续驶里程的措施。