CN112380755A - 轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法与系统 - Google Patents

轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法与系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112380755A
CN112380755A CN202011424490.XA CN202011424490A CN112380755A CN 112380755 A CN112380755 A CN 112380755A CN 202011424490 A CN202011424490 A CN 202011424490A CN 112380755 A CN112380755 A CN 112380755A
Authority
CN
China
Prior art keywords
shaft end
current spectrum
grounding device
end grounding
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011424490.XA
Other languages
English (en)
Inventor
徐观
贺微
苏建
李晓韬
刘玉梅
陈熔
张立斌
林慧英
戴建国
单红梅
朱尧平
陈芳
沈慧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jilin University
Original Assignee
Jilin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jilin University filed Critical Jilin University
Priority to CN202011424490.XA priority Critical patent/CN112380755A/zh
Publication of CN112380755A publication Critical patent/CN112380755A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/20—Drawing from basic elements, e.g. lines or circles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法与系统，旨在解决轴端接地装置综合性能测试试验电流谱时间序列快速生成的问题。轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法主要包括电流谱图像灰度化、高斯滤波器平滑电流谱图像、一阶偏导有限差分计算梯度幅值、双阈值算法检测、连接电流谱边缘等步骤。轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建系统主要包括电流传感器(2)、数采系统(3)、计算机(4)、恒流源(5)与轴端接地装置综合性能试验台(6)。提供了一种可用于轴端接地装置综合性能试验台电流谱快速生成的、性能稳定的轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法与系统。

Description

轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法与系统
技术领域
本发明涉及一种性能检测试验台的信号生成方法及设备，更具体的说，它是一种轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法与系统。
背景技术
随着我国经济的迅猛发展，高速轨道车辆的车速不断提升，对高速动车组各个组成部分的性能要求也越来越高。轴端接地装置是高速轨道车辆动力系统的重要组成部件。车速的提升加大了轮对两端的轴端接地装置的摩擦盘与轴端接地装置电刷壳的碳刷之间的摩擦，这对轨道车辆的运行安全产生了严重的影响。因此，轴端接地装置的使用性能与寿命检测对于高速动车的安全运行具有极为重要的意义。轴端接地装置中流过的电流对轴端接地装置的使用寿命影响显著，因此需要通过实车实验获得线路状态的电流谱，并将电流谱输入高速动车轴承稳态加载与轴端接地通电性能与寿命试验台(公开号：CN109946073A)并复现电流谱，针对该问题提出了一种轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法与系统。
发明内容
本发明针对探究电流对轴端接地装置的使用性能与寿命的影响，提出了一种轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法与系统。通过电流传感器及数采系统采集在实际线路上运行的动车的轴端接地装置通过的电流谱，利用图像处理方法和计算机处理实际电流谱，再将处理完后的电流谱发送给恒流源，恒流源根据计算机的命令输出相应电流给轴端接地装置综合性能试验台上的轴端接地装置并由另一端的轴端接地装置回流到恒流源，完成电流谱的重建。
结合说明书附图，本发明采用如下技术方案予以实现：
轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法的具体步骤如下：
第一步：电流谱图像灰度化：
把计算机获得电流谱图像变成灰度图像，灰度化采用的公式为
Gray＝0.299R+0.587G+0.114B
其中，Gray表示某个图像像素点灰度化后的灰度值，R、G、B分别表示图像像素点灰度化前的红色、绿色、蓝色通道数值；
第二步：用高斯滤波器平滑电流谱图像：
对电流谱图像进行高斯滤波，利用二维高斯函数
Figure BSA0000227133170000011
对图像进行卷积运算，其中x，y是图像像素点的坐标值，σ2为高斯分布方差；
第三步：用一阶偏导有限差分计算梯度幅值和方向：
利用的边缘差分算子计算水平和垂直方向的差分gx和gy计算梯度模和方向
g＝(gx 2+gy 2)1/2
其中，g为梯度的模；
第四步：双阈值算法检测：
利用一个高阈值和一个低阈值来区分边缘像素，如果电流谱图像边缘像素点梯度值大于高阈值，则被认为是强边缘点，如果边缘梯度值小于高阈值，大于低阈值，则标记为弱边缘点，小于低阈值的点则被删除；
第五步：连接电流谱边缘：
经过双阈值算法检测后留下的强边缘点认为是真的边缘，若弱边缘点和强边缘点是连通的，则保留该弱边缘点，这些电流谱边缘点即为输入恒流源的电流谱。
轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法的轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建系统包括有电流传感器、数采系统、计算机、恒流源与轴端接地装置综合性能试验台；
电流传感器与实车实验中的轴端接地装置连接并采集流过轴端接地装置的实际电流谱，数采系统与电流传感器连接并将采集的实验电流谱传给计算机，计算机与恒流源连接并处理电流谱为时间序列，恒流源与轴端接地装置综合性能试验台连接；
技术方案中所述的数采系统为可以采集数据的电子系统；
技术方案中所述的恒流源为可以产生可控电流的电子系统。
本发明的有益效果是：
高速动车组在行驶时，通过电流传感器采集的轴端接地装置的电流谱形状轮廓通常时不规律的，电流谱数据量巨大，无法用一个简单的表达式来复现电流谱，故利用图像处理技术将原有的不规则的电流谱图像处理成简单的电流-时间序列，完成电流谱的重建，具有高效便捷的优点。
附图说明
图1是轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建系统的结构图；
图2是轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法的流程图；
图中：1.轴端接地装置，2.电流传感器，3.数采系统，4.计算机，5.恒流源，6.轴端接地装置综合性能试验台。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述：
参阅图2，轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法可分为以下五步：
第一步：电流谱图像灰度化：
把计算机4获得电流谱图像变成灰度图像，灰度化采用的公式为
Gray＝0.299R+0.587G+0.114B
其中，Gray表示某个图像像素点灰度化后的灰度值，R、G、B分别表示图像像素点灰度化前的红色、绿色、蓝色通道数值；
第二步：用高斯滤波器平滑电流谱图像：
对电流谱图像进行高斯滤波，利用二维高斯函数
Figure BSA0000227133170000031
对图像进行卷积运算，其中x，y是图像像素点的坐标值，σ2为高斯分布方差；
第三步：用一阶偏导有限差分计算梯度幅值和方向：
利用的边缘差分算子计算水平和垂直方向的差分gx和gy计算梯度模和方向
g＝(gx 2+gy 2)1/2
其中，g为梯度的模；
第四步：双阈值算法检测：
利用一个高阈值和一个低阈值来区分边缘像素，如果电流谱图像边缘像素点梯度值大于高阈值，则被认为是强边缘点，如果边缘梯度值小于高阈值，大于低阈值，则标记为弱边缘点，小于低阈值的点则被删除；
第五步：连接电流谱边缘：
经过双阈值算法检测后留下的强边缘点认为是真的边缘，若弱边缘点和强边缘点是连通的，则保留该弱边缘点，这些电流谱边缘点即为输入恒流源5的电流谱。
参阅图1，轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建系统包括有电流传感器2、数采系统3、计算机4、恒流源5与轴端接地装置综合性能试验台6；
电流传感器2与实车实验中的轴端接地装置1连接并采集流过轴端接地装置1的实际电流谱，数采系统3为可以采集数据的电子系统，数采系统3与电流传感器2连接并将采集的实验电流谱传给计算机4，恒流源5为可以产生可控电流的电子系统，计算机4与恒流源5连接并处理电流谱为时间序列，恒流源5与轴端接地装置综合性能试验台6连接。

Claims (4)

1.一种轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法，其特征在于，所述的轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法，具体步骤如下：
第一步：电流谱图像灰度化：
把计算机(4)获得电流谱图像变成灰度图像，灰度化采用的公式为
Gray＝0.299R+0.587G+0.114B
其中，Gray表示某个图像像素点灰度化后的灰度值，R、G、B分别表示图像像素点灰度化前的红色、绿色、蓝色通道数值；
第二步：用高斯滤波器平滑电流谱图像：
对电流谱图像进行高斯滤波，利用二维高斯函数
Figure FSA0000227133160000011
对图像进行卷积运算，其中x，y是图像像素点的坐标值，σ2为高斯分布方差；
第三步：用一阶偏导有限差分计算梯度幅值：
利用的边缘差分算子计算水平和垂直方向的差分gx和gy计算梯度模和方向
g＝(gx 2+gy 2)1/2
其中，g为梯度的模；
第四步：双阈值算法检测：
利用一个高阈值和一个低阈值来区分边缘像素，如果电流谱图像边缘像素点梯度值大于高阈值，则被认为是强边缘点，如果边缘梯度值小于高阈值，大于低阈值，则标记为弱边缘点，小于低阈值的点则被删除；
第五步：连接电流谱边缘：
经过双阈值算法检测后留下的强边缘点认为是真的边缘，若弱边缘点和强边缘点是连通的，则保留该弱边缘点，这些电流谱边缘点即为输入恒流源(5)的电流谱。
2.按照权利要求1所述的轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法的重建系统，其特征在于，所述的轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建系统包括有电流传感器(2)、数采系统(3)、计算机(4)、恒流源(5)与轴端接地装置综合性能试验台(6)；
电流传感器(2)与实车实验中的轴端接地装置(1)连接并采集流过轴端接地装置(1)的实际电流谱，数采系统(3)与电流传感器(2)连接并将采集的实验电流谱传给计算机(4)，计算机(4)与恒流源(5)连接并处理电流谱为时间序列，恒流源(5)与轴端接地装置综合性能试验台(6)连接。
3.按照权利要求2所述的轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建系统，其特征在于，所述的数采系统(3)为可以采集数据的电子系统。
4.按照权利要求2所述的轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建系统，其特征在于，所述的恒流源(5)为可以产生可控电流的电子系统。
CN202011424490.XA 2020-12-01 2020-12-01 轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法与系统 Pending CN112380755A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011424490.XA CN112380755A (zh) 2020-12-01 2020-12-01 轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法与系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011424490.XA CN112380755A (zh) 2020-12-01 2020-12-01 轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法与系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112380755A true CN112380755A (zh) 2021-02-19

Family

ID=74590609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011424490.XA Pending CN112380755A (zh) 2020-12-01 2020-12-01 轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法与系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112380755A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6384826B1 (en) * 1998-08-14 2002-05-07 Xerox Corporation Method, apparatus and computer medium for surface reconstruction by Voronoi filtering
CN105424523A (zh) * 2015-12-15 2016-03-23 长春苏建科技有限公司 高速动车组轴端接地装置磨损试验台
CN107220939A (zh) * 2016-03-21 2017-09-29 吴健奇 一种基于三角形定标法的岩芯高光谱数据几何畸变校正方法
CN109360217A (zh) * 2018-09-29 2019-02-19 国电南瑞科技股份有限公司 输变电设备图像边缘检测方法、装置及系统
CN109410230A (zh) * 2018-09-07 2019-03-01 南京航空航天大学 一种可抗噪声的改进Canny图像边缘检测方法
CN109946073A (zh) * 2019-03-11 2019-06-28 中车长春轨道客车股份有限公司 高速动车轴承稳态加载与轴端接地通电性能与寿命试验台

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6384826B1 (en) * 1998-08-14 2002-05-07 Xerox Corporation Method, apparatus and computer medium for surface reconstruction by Voronoi filtering
CN105424523A (zh) * 2015-12-15 2016-03-23 长春苏建科技有限公司 高速动车组轴端接地装置磨损试验台
CN107220939A (zh) * 2016-03-21 2017-09-29 吴健奇 一种基于三角形定标法的岩芯高光谱数据几何畸变校正方法
CN109410230A (zh) * 2018-09-07 2019-03-01 南京航空航天大学 一种可抗噪声的改进Canny图像边缘检测方法
CN109360217A (zh) * 2018-09-29 2019-02-19 国电南瑞科技股份有限公司 输变电设备图像边缘检测方法、装置及系统
CN109946073A (zh) * 2019-03-11 2019-06-28 中车长春轨道客车股份有限公司 高速动车轴承稳态加载与轴端接地通电性能与寿命试验台

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
QI LUO等: "Design and Simulation Analysis of Dynamic State Test Bench of Shaft Tip Earthing Device in High-Speed Railway Vehicle", 《2019 5TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON CONTROL,AUTOMATION AND ROBOTICS(ICCAR)》, 29 August 2019 (2019-08-29), pages 673 - 677 *
石哲宇: "轨道车辆轴端接地装置综合性能试验台设计开发与研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士) 工程科技Ⅱ辑》, no. 10, 15 October 2019 (2019-10-15), pages 033 - 34 *
钱春龙等: "可视化接地装置接地状态自动识别方法研究", 《电气化铁道》, vol. 31, no. 04, 15 August 2020 (2020-08-15), pages 82 - 85 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. An optimized VMD method and its applications in bearing fault diagnosis
Ahmed et al. Three-stage hybrid fault diagnosis for rolling bearings with compressively sampled data and subspace learning techniques
Dadashnialehi et al. Intelligent sensorless ABS for in-wheel electric vehicles
Gao et al. A Walsh transform-based Teager energy operator demodulation method to detect faults in axial piston pumps
CN110046476B (zh) 滚动轴承故障的三元二进分形小波稀疏诊断方法
CN107703920A (zh) 基于多元时间序列的列车制动系统的故障检测方法
CN110530639B (zh) 一种高速列车轴箱轴承故障诊断方法
CN106872893B (zh) 一种电机转子断条故障处理方法及系统
CN112348914A (zh) 一种基于车联网的深度学习图像压缩感知算法及系统
CN107292243A (zh) 一种基于图像处理的转子系统轴心轨迹识别方法
CN103412821B (zh) 基于can总线实现真实工况复现的软件测试方法
CN109696609A (zh) 一种新型弓网受流质量的获取方法及其获取系统
CN112380755A (zh) 轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法与系统
CN116861320A (zh) 基于短时傅里叶同步压缩变换的转子故障诊断方法
CN111855208A (zh) 一种基于阶次分析和稀疏编码的旋转机械微弱故障信号提取方法
CN104236933A (zh) 一种针对列车牵引系统的故障隐患预警方法
CN207882751U (zh) 一种数控系统运动控制试验平台
Glowacz et al. Fault diagnosis of electrical faults of three-phasei nduction motors using acoustic analysis
CN107345834B (zh) 基于共振加强奇异值分解的线性窄带滤波方法
CN104512433A (zh) 一种线阵式红外轴温探头的数据采集与处理方法
CN117278048A (zh) 多导联生物电信号的深度压缩感知方法、设备和介质
CN204089669U (zh) 一种电机控制半物理仿真系统
CN115115585A (zh) 一种电缆故障诊断方法、系统及可读存储介质
CN112345848B (zh) 电驱动系统效率测试补偿方法及电驱动系统效率测试系统
CN202648964U (zh) 高速列车防滑性能检测装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210219