CN115655737A - 一种底盘测功机设备健康数据采集及状态判断系统 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种底盘测功机设备健康数据采集及状态判断系统，所述系统包括三轴向速度传感器、电机温度传感器、电压传感器、电机电流传感器、IGBT‑温度传感器、地坑温湿度传感器、信号接口盒、模拟量数采、温度数采、网关模块、网络交换机、数据服务器和系统访问终端；本发明通过运维经验对底盘测功机设备机械、电气、运行环境建立完整的数据采集网络，将振动、温度、电流、电压等和底盘测功机重大故障和寿命相关参数采集到数据服务器，再通过振动状态判断、整流侧状态判断、逆变侧状态判断、电机电气状态判断、力传感器状态判断、环境判断共六大判断模型，实现对当前设备健康状态的评估，进而实现预测性维护。

Description

一种底盘测功机设备健康数据采集及状态判断系统

技术领域

本发明涉及设备检测技术领域，具体涉及一种底盘测功机设备健康数据采集及状态判断系统。

背景技术

汽车底盘测功机，是一种不解体检验汽车性能的检测设备，它用滚筒的表面代替实际的路面，试验时通过加载装置给滚筒施加负载，以模拟道路上的行驶阻力，使汽车尽可能在接近实际工况下进行各项检测和试验。在实际使用和维护中发现，底盘测功机设备缺少对机械状态的监测机制，同时对于电气部分只有简单的故障报警机制，而对于重要、易损的电气部件状态的监控也同样缺少，在实际使用中，底盘测功机的实际使用环境对于寿命和故障率影响也较大，但是却缺少相应的监控手段。而底盘测功机设备因为需要人员驾驶实车进行试验，一旦出现重大故障，将直接威胁人员安全，因此需要在底盘测功机上搭建实时健康状态监控系统，对设备的健康状态进行及时评估，指导设备运维、杜绝重大故障发生。

对于底盘测功机设备状态的评估，因缺少相应的状态监控系统，无法获取实时的关键参数；因此对于底盘测功机设备的维护处于定期巡检、保养的计划性维护状态，而计划性维护缺点有三，一是每台底盘测功机的使用频率和时长不同，计划性保养容易出现过维护和欠维护。二是因缺少有效深度在线检测手段，在实际试验中部分和故障相关的关键参数很难测量，同时基于人员检测工作机制劳动负荷较大。三是对于关键参数的数据记录基于人工，这对于时效性、规范性、准确性都很难把握，不利于后续对于数据的分析和使用。当前相似在线监控方案，仅能对简单的部件或者设备进行监控，例如对电机单体的监控、对简单风机的监控，但对于复杂的底盘测功机类设备没有参照丰富运维经验完整的监控解决方案。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有的在线监控方案仅能对简单的部件或者设备进行监控，对于复杂的底盘测功机类设备没有参照丰富运维经验完整的监控解决方案的缺陷，从而提供一种底盘测功机设备健康数据采集及状态判断系统。

一种底盘测功机设备健康数据采集及状态判断系统，包括三轴向速度传感器、电机温度传感器、电压传感器、电机电流传感器、IGBT-温度传感器、地坑温湿度传感器、信号接口盒、模拟量数采、温度数采、网关模块、网络交换机、数据服务器和系统访问终端；

所述三轴向速度传感器包括三轴向速度传感器左和三轴向速度传感器右，所述三轴向速度传感器左和三轴向速度传感器右分别布置在底盘测功机中电机的两端，所述三轴向速度传感器左和所护三轴向速度传感器右分别靠近该端的轴承支撑端；

所述电机温度传感器包括电机线圈温度传感器和电机外壳温度传感器，所述电机线圈温度传感器直接连接电机线圈，所述电机外壳温度传感器安装在电机外壳上；

所述电压传感器包括交流电压传感器和直流电压传感器，所述交流电压传感器安装在进线电缆交流铜排端，所述直流电压传感器安装在整流后的直流铜排端；

所述电机电流传感器安装在电机线缆线束上；

所述IGBT-温度传感器包括第一IGBT-温度传感器和第二IGBT-温度传感器，所述第一IGBT-温度传感器设置在整流柜上，所述第二IGBT-温度传感器设置在逆变柜上；

所述地坑温湿度传感器布置在底盘测功机地坑内，且靠近电机端；

所述信号接口盒、模拟量数采、温度数采和网关模块都布置在环境仓内，且所述信号接口盒与控制柜连接；所述网络交换机和数据服务器都布置在环境仓外且在控制间内；

三轴向速度传感器左输出的振动信号左、三轴向速度传感器右输出的振动信号右、交流电压传感器输出的输入交流电压信号、直流电压传感器输出的直流电压信号、电机电流传感器输出的电机运行电流信号和地坑温湿度传感器输出的地坑温湿度信号都通过模拟量数采进行数据采集；信号接口盒将控制柜内的车速信号、牵引力信号和功率进行信号引出，然后模拟量数采将这三种信号进行数据采集，或信号接口盒以特定协议通讯方式将车速信号、牵引力信号和功率信号引出，然后将数据直接采集到数据服务器中；模拟量数采和温度数采将采集到的数据以特定协议传输给网关模块，网关模块将接收到的数据进行协议转换并传输到网络交换机，网络交换机将接收到的数据发送给数据服务器进行存储和处理，且数据服务器会训练和执行故障判断模型，定义显示化功能，最终等待系统访问终端进行访问和调取。

进一步，所述系统采用多试验间数据传输架构，即在每个单独底盘测功机试验间加装网络交换机，然后通过线束将环境仓内网络交换机与环境仓外总交换机相连接，实现全部数据在环境仓外的汇总，再将总交换机的数据传输到数据服务器存储，再将数据服务器联通到企业网关中，实现系统访问终端在企业内网中通过有线和无线的方式进行数据访问。

进一步，所述系统包括振动状态判断模型、整流侧状态判断模型、逆变侧状态判断模型、电机电气状态判断模型、力传感器状态判断模型和环境判断模型。

进一步，所述振动状态判断模型具体为：可通过三轴向速度传感器XYZ各方向时域信号的振动贡献量RMS值，判断当前机械振动是否超差，如果超标需立刻进行振动超差报警；对振动信号进行FFT变换，根据阶次数据特征分析判断底盘测功机的具体劣化故障特征，并根据各数据特征设置对应报警机制，若振动烈度不超过报警阈值，且无明显故障特征数据，则判定当前设备振动水平处于健康状态；

所述底盘测功机的具体劣化故障特征包括摆动轴承失效、毂面不平衡、轴不对中、机械松动和电机轴承故障。

进一步，所述整流侧状态判断模型具体为：若直流电压信号数值在设定阈值范围且整流侧IGBT温度信号也在规定的阈值范围内则整流侧是处于健康状态，若直流电压信号数值在设定阈值范围但整流侧IGBT温度信号不在规定的阈值范围内则发出整流侧冷却系统故障报警；若直流电压信号数值超出设定阈值范围，则判断输入交流电压是否在阈值范围内，若输入交流电压在阈值范围内，则整流侧IGBT功能出现劣化，需要进行报警处理，若输入交流电压不在阈值范围内，则是当前电源输入质量不达标造成，需要进行输入电压故障报警。

进一步，所述逆变侧状态判断模型具体为：若采集的电机运行电流信号在谐波阈值范围内，且逆变侧IGBT温度信号也在阈值范围内，则逆变侧处于健康状态；采集的电机运行电流信号在谐波阈值范围内且逆变侧IGBT温度信号超出阈值范围，则整流侧冷却系统出现故障，需要报警；若采集的电机运行电流信号超出谐波阈值范围，则可认定是整流侧IGBT出现劣化，需要进行报警。

进一步，所述电机电气状态判断模型具体为：当电机线圈温度始终在阈值范围内，则可认定当前电机功能处于健康状态；当电机线圈温度超出阈值，同时电机外壳温度也超过阈值，则可认定电机冷却系统出现故障进行报警，若此时电机外壳温度没有超出阈值，则可认定当前电机存在电气故障需要报警。

进一步，所述力传感器状态判断模型具体为：当在底盘测功机充分热机或在做完试验静止状态下，当牵引力绝对值＜1‰底盘测功机额定载荷为正常状态，当≥1‰底盘测功机额定载荷时，则可视为力传感器故障报警，需要进行具体检查。

进一步，所述环境判断模型具体为：当地坑内相对湿度≤90％时，地坑湿度正常，当地坑湿度＞90％时，且地坑温度＜0摄氏度，此时环境仓为低温试验，仓内容易出现结霜冷凝风险，需要立刻报警，当地坑湿度＞90％时，且地坑温度≥0摄氏度，此时环境仓为常温或高温试验，此时应及时报警地坑湿度过高。

进一步，所述系统还包括其它辅助信号判断模型，具体为车速信号判断模型和功率信号判断模型；车速信号判断模型以转速为基础阶次频率，进行振动信号故障特征频率的分析，进而确定具体故障；功率信号判断模型根据振动信号出现振动幅值增加、电机线圈温度小幅增加以及IGBT温度小幅增加情况，可根据功率信号阶段变化情况，判断变化趋势是否异常。

本发明通过运维经验对底盘测功机设备机械、电气、运行环境建立完整的数据采集网络，将振动、温度、电流、电压等和底盘测功机重大故障和寿命相关参数采集到数据服务器，实现了实时获取关键参数的功能，再通过振动状态判断、整流侧状态判断、逆变侧状态判断、电机电气状态判断、力传感器状态判断、环境判断共六大判断模型，实现对当前设备健康状态的评估，进而实现预测性维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为架构图；

图2为多试验间数据传输架构图；

图3为底盘测功机状态诊断逻辑架构图；

图4为振动状态判断逻辑图；

图5为整流侧状态判断逻辑图；

图6为逆变侧状态判断逻辑；

图7为电机电气状态判断逻辑图；

图8为力传感器状态判断逻辑图；

图9为环境状态判断逻辑图；

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

底盘测功机公知原理：

底盘测功机强电部分：一般由开关柜、滤波柜、整流柜、逆变柜、控制柜几个部分组成，其中开关柜主要控制380V进电通断和主电路保护。滤波柜主要对测功机反馈电进行滤波处理，避免不合格电馈入电网。整流柜是对380V交流电整流为高压直流，方便后续进行逆变处理，其核心整流元件为IGBT。逆变柜是对高压直流电进行逆变处理，其核心整流元件也为IGBT，通过电压矢量控制对电机转速、转矩进行控制，从而输出不同的模拟阻力。

底盘测功机机械部分：本案例电机为中置结构，两端伸出电机轴，电机外壳两端突出部分为轴承支撑端，轴承支撑端通过摆动轴承与固定底座旋转支撑，从而形成电机与固定底座的可旋转机构，电机轴伸出后与圆毂面连接，形成路面的模拟机构。两端电机轴与电机外壳通过电机轴承旋转支撑，实现电机正常运转。

底盘测功机测量部分：底盘测功机在电机轴伸出端连接速度编码器进行转速测量，再通过电机与固定底座行程的可旋转机构加装力传感器，实现牵引力/阻力的测量，再通过控制柜内的数采模块，将数据采入系统。速度和力信号再通过Profinet通讯将信号传入上位机参与运算。同时速度信号、力信号等与逆变柜进行光纤通讯，实现转速、扭矩准确控制。

本发明为了实现方案标准化并避免对原系统产生干扰，尽可能采取非侵入式传感器布置。对于底盘测功机来说，设备一般会安放在环境仓内，环境仓内板为金属层，有极强静电屏蔽作用，同时为了避免测功机运行过程中的电磁干扰，选择有线型的传感器，包括网络设备信息传输也选择线传输

请参阅图1，一种底盘测功机设备健康数据采集及状态判断系统，包括三轴向速度传感器、电机温度传感器、电压传感器、电机电流传感器、IGBT-温度传感器、地坑温湿度传感器、信号接口盒、模拟量数采、温度数采、网关模块、网络交换机、数据服务器和系统访问终端；

所述三轴向速度传感器主要作为机械部分的参数监控，包括三轴向速度传感器左和三轴向速度传感器右，所述三轴向速度传感器左和三轴向速度传感器右分别布置在底盘测功机中电机的两端，所述三轴向速度传感器左和所护三轴向速度传感器右分别靠近该端的轴承支撑端，根据各品牌底盘测功机实际越靠近接近轴承端越好；在安装过程中注意两个三轴向速度传感器XYZ布置方向一致，方便后续信号校对和数据分析，其类型一般为4-20ma输出类型。

所述电机温度传感器包括电机线圈温度传感器和电机外壳温度传感器，所述电机线圈温度传感器直接连接电机线圈可直接从电机自身线圈温度检测传感器将信号输出，一般检测传感器为PT100或热电偶；所述电机外壳温度传感器为PT100贴片或热电偶贴片安装在电机外壳，进行电机外壳温度采集，实现电机内外温度的同步采集。

所述电压传感器包括交流电压传感器和直流电压传感器，所述交流电压传感器安装在进线电缆交流铜排端，4-20ma输出类型；所述直流电压传感器安装在整流后的直流铜排端，4-20ma输出类型。

所述电机电流传感器采用环型传感器安装在电机线缆线束上，4-20ma输出类型。

IGBT为可控硅，是整流逆变的核心元件，是工作过程中重要的发热元件，其温度稳定性是保证正常工作的重要保证。因此需要将PT100或热电偶布置在近IGBT端，所述IGBT-温度传感器包括第一IGBT-温度传感器和第二IGBT-温度传感器，所述第一IGBT-温度传感器设置在整流柜上直接输出相关温度，所述第二IGBT-温度传感器设置在逆变柜上直接输出相关温度。

所述地坑温湿度传感器布置在底盘测功机地坑内，且靠近电机端主要检测当前电机及外围电路所处温湿度环境；

信号接口盒为控制柜车速、牵引力、和功率输出的拓展接口盒，采用标准接头形式，通过简单插接可直降将车速、牵引力、和功率信号引出布置在环境仓内，与模拟量数采以及温度数采放置在一起，方便信号集中管理；

模拟量数采采集±10V或4-20ma传感器信号，并以Modubus RTU协议将信号输出到14网关模块；温度数采采集PT100或热电偶传感器信号，并以Modubus RTU协议将信号输出到网关模块；网关模块将接收到的信号进行协议转换，将Modubus RTU协议转换为TCP IP协议，并将信号传输到网络交换机，其布置在环境仓内；网络交换机，将每个环境仓内的信息集中汇总单元，如有多路网关设备可与其相连，可通过其访问所有传输过来的数据信息，并最终向外发布，其布置在环境仓外其在控制间内；数据服务器存储和处理网络交换机传输来的数据，训练和执行故障诊断模型，定义显示化功能，等待调取和访问，其布置在环境仓外且在控制间内；系统访问终端为客户访问的终端设备，用于按照数据服务器定制的显示化功能进行数据访问。

数据传输过程：三轴向速度传感器左输出的振动信号左、三轴向速度传感器右输出的振动信号右、交流电压传感器输出的输入交流电压信号、直流电压传感器输出的直流电压信号、电机电流传感器输出的电机运行电流信号和地坑温湿度传感器输出的地坑温湿度信号都通过模拟量数采进行数据采集；以上信号作为设备故障的重要监视参考量；信号接口盒将控制柜内的车速信号、牵引力信号和功率进行信号引出，然后模拟量数采将这三种信号进行数据采集，或信号接口盒以AK协议通讯方式将车速信号、牵引力信号和功率信号引出，然后将数据直接采集到数据服务器中；模拟量数采和温度数采将采集到的数据以Modubus RTU传输给网关模块，网关模块将接收到的数据进行协议转换,将Modubus RTU协议转换为TCP IP协议,并传输到网络交换机，网络交换机将接收到的数据发送给数据服务器进行存储和处理，且数据服务器会训练和执行故障判断模型，定义显示化功能，最终等待系统访问终端进行访问和调取。

因为对于底盘测功机来说，绝大多数是要配合环境仓来进行使用，一旦加装环境仓，再加上测功机本身的电磁干扰，无线传输可靠性较低，请参阅图2，所述系统采用多试验间数据传输架构，即在每个单独底盘测功机试验间加装网络交换机，然后通过线束将环境仓内网络交换机与环境仓外总交换机相连接，实现全部数据在环境仓外的汇总，再将总交换机的数据传输到数据服务器存储，再将数据服务器联通到企业网关中，实现系统访问终端(电脑、手机等)在企业内网中通过有线和无线的方式进行数据访问。

请参阅图3，所述系统包括振动状态判断模型、整流侧状态判断模型、逆变侧状态判断模型、电机电气状态判断模型、力传感器状态判断模型和环境判断模型。通过监视测量系统的传感器数据采集，对重要部件、易故障件建立诊断模型，最终实现对底盘测功机各部分健康状态的准确判断。

轻参阅图4，振动信号左、振动信号右，是评价底盘测功机当前机械状态的重要评价指标，所述振动状态判断模型具体为：很多初期机械故障皆表现为振动剧烈程度，可通过三轴向速度传感器XYZ各方向时域信号的振动贡献量RMS值，判断当前机械振动是否超差，一般设定报警阈值4mm/s,如果超标需立刻进行振动超差报警；通过对振动时域信号10倍以上采样频率设置，经验值2KHZ，对振动信号进行FFT变换，根据阶次数据特征分析判断底盘测功机的摆动轴承失效、毂面不平衡、轴不对中、机械松动、电机轴承故障等具体劣化故障特征，并根据各数据特征设置对应轴承故障报警、不平衡故障报警、不对中故障报警、松动故障报警等报警机制，提示进行详细检修和备件储备，若振动烈度不超过报警阈值，且无明显故障特征数据，则判定当前设备振动水平处于健康状态；

请参阅图5，整流侧状态判断，首先要判断直流电压信号数值是否在设定阈值范围，此处阈值要根据整流侧电气功能规范进行设定，所述整流侧状态判断模型具体为：若直流电压信号数值在设定阈值范围且整流侧IGBT温度信号也在规定的阈值范围内则整流侧是处于健康状态，若直流电压信号数值在设定阈值范围但整流侧IGBT温度信号不在规定的阈值范围内则发出整流侧冷却系统故障报警；若直流电压信号数值超出设定阈值范围，则判断输入交流电压是否在阈值范围内，一般380V±15％，若输入交流电压在阈值范围内，则整流侧IGBT功能出现劣化，需要进行报警处理，若输入交流电压不在阈值范围内，则是当前电源输入质量不达标造成，需要进行输入电压故障报警，并提示关机，保护后方工作元件。

请参阅图6，逆变侧重要评价指标是其在将直流电逆变转化为交流电后谐波抑制能力强弱，通过对电机运行电流信号的采集，分析电流谐波大小，根据具体电机功率设定谐波阈值，所述逆变侧状态判断模型具体为：若采集的电机运行电流信号在谐波阈值范围内，且逆变侧IGBT温度信号也在阈值范围内，则逆变侧处于健康状态；采集的电机运行电流信号在谐波阈值范围内且逆变侧IGBT温度信号超出阈值范围，则整流侧冷却系统出现故障，需要报警；若采集的电机运行电流信号超出谐波阈值范围，则可认定是整流侧IGBT出现劣化，需要进行报警。

请参阅图7，电机电气状态判断重要的参数为线圈温度和外壳温度，因为底盘测功机冷却系统一直作用在电机外壳，且功率足够大，因此理论上除非发生故障，否则在充分暖机的条件下，电机温度相对恒定，所述电机电气状态判断模型具体为：当电机线圈温度始终在阈值范围内，则可认定当前电机功能处于健康状态；当电机线圈温度超出阈值，同时电机外壳温度也超过阈值，则可认定电机冷却系统出现故障进行报警，若此时电机外壳温度没有超出阈值，则可认定当前电机存在电气故障需要报警。

请参阅图8，牵引力信号是由力传感器采集处理而来，在实际运维过程中，发现在底盘测功机静止状态下，在力传感器出现故障时，会出现明显的零飘现象，其限值可设定在底盘测功机额定载荷的±1‰，所述力传感器状态判断模型具体为：当在底盘测功机充分热机或在做完试验静止状态下，当牵引力绝对值＜1‰底盘测功机额定载荷为正常状态，当≥1‰底盘测功机额定载荷时，则可视为力传感器故障报警，需要进行具体检查。

请参阅图9，因为底盘测功机的电机部分及外围测量电路一般安置在地坑内，因此地坑内温湿度的变化对设备的功能、寿命影响明显，尤其当做低温试验时，冷热交变引起的冷凝现象处理不好会直接导致地坑内湿度急剧增加，从而导致设备加速腐蚀、测量电路短路烧毁等故障；所述环境判断模型具体为：当地坑内相对湿度≤90％时，地坑湿度正常，当地坑湿度＞90％时，且地坑温度＜0摄氏度，此时环境仓为低温试验，仓内容易出现结霜冷凝风险，需要立刻报警，当地坑湿度＞90％时，且地坑温度≥0摄氏度，此时环境仓为常温或高温试验，此时应及时报警地坑湿度过高。

所述系统还包括其它辅助信号判断模型，具体为车速信号判断模型和功率信号判断模型；车速信号是振动信号特征分析过程中重要的参考信号，其判断模型以转速为基础阶次频率，进行振动信号故障特征频率的分析，进而确定具体故障；功率信号是判断其它参数变化趋势是否正确的辅助参考量，其数值代表当前底盘测功机设备的负荷水平，当振动信号出现振动幅值增加、电机线圈温度小幅增加、以及IGBT温度小幅增加情况，可根据功率信号阶段变化情况，判断变化趋势是否异常。

本发明通过运维经验对底盘测功机设备机械、电气、运行环境建立完整的数据采集网络，将振动、温度、电流、电压等和底盘测功机重大故障和寿命相关参数采集到数据服务器，实现了实时获取关键参数的功能，再通过振动状态判断、整流侧状态判断、逆变侧状态判断、电机电气状态判断、力传感器状态判断、环境判断共六大判断模型，实现对当前设备健康状态的评估，进而实现预测性维护。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种底盘测功机设备健康数据采集及状态判断系统，其特征在于，包括三轴向速度传感器、电机温度传感器、电压传感器、电机电流传感器、IGBT-温度传感器、地坑温湿度传感器、信号接口盒、模拟量数采、温度数采、网关模块、网络交换机、数据服务器和系统访问终端；

所述三轴向速度传感器包括三轴向速度传感器左和三轴向速度传感器右，所述三轴向速度传感器左和三轴向速度传感器右分别布置在底盘测功机中电机的两端，所述三轴向速度传感器左和所护三轴向速度传感器右分别靠近该端的轴承支撑端；

所述电机温度传感器包括电机线圈温度传感器和电机外壳温度传感器，所述电机线圈温度传感器直接连接电机线圈，所述电机外壳温度传感器安装在电机外壳上；

所述电压传感器包括交流电压传感器和直流电压传感器，所述交流电压传感器安装在进线电缆交流铜排端，所述直流电压传感器安装在整流后的直流铜排端；

所述电机电流传感器安装在电机线缆线束上；

所述IGBT-温度传感器包括第一IGBT-温度传感器和第二IGBT-温度传感器，所述第一IGBT-温度传感器设置在整流柜上，所述第二IGBT-温度传感器设置在逆变柜上；

所述地坑温湿度传感器布置在底盘测功机地坑内，且靠近电机端；

所述信号接口盒、模拟量数采、温度数采和网关模块都布置在环境仓内，且所述信号接口盒与控制柜连接；所述网络交换机和数据服务器都布置在环境仓外且在控制间内；

三轴向速度传感器左输出的振动信号左、三轴向速度传感器右输出的振动信号右、交流电压传感器输出的输入交流电压信号、直流电压传感器输出的直流电压信号、电机电流传感器输出的电机运行电流信号和地坑温湿度传感器输出的地坑温湿度信号都通过模拟量数采进行数据采集；信号接口盒将控制柜内的车速信号、牵引力信号和功率进行信号引出，然后模拟量数采将这三种信号进行数据采集，或信号接口盒以特定协议通讯方式将车速信号、牵引力信号和功率信号引出，然后将数据直接采集到数据服务器中；模拟量数采和温度数采将采集到的数据以特定协议传输给网关模块，网关模块将接收到的数据进行协议转换并传输到网络交换机，网络交换机将接收到的数据发送给数据服务器进行存储和处理，且数据服务器会训练和执行故障判断模型，定义显示化功能，最终等待系统访问终端进行访问和调取。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统采用多试验间数据传输架构，即在每个单独底盘测功机试验间加装网络交换机，然后通过线束将环境仓内网络交换机与环境仓外总交换机相连接，实现全部数据在环境仓外的汇总，再将总交换机的数据传输到数据服务器存储，再将数据服务器联通到企业网关中，实现系统访问终端在企业内网中通过有线和无线的方式进行数据访问。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括振动状态判断模型、整流侧状态判断模型、逆变侧状态判断模型、电机电气状态判断模型、力传感器状态判断模型和环境判断模型。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述振动状态判断模型具体为：可通过三轴向速度传感器XYZ各方向时域信号的振动贡献量RMS值，判断当前机械振动是否超差，如果超标需立刻进行振动超差报警；对振动信号进行FFT变换，根据阶次数据特征分析判断底盘测功机的具体劣化故障特征，并根据各数据特征设置对应报警机制，若振动烈度不超过报警阈值，且无明显故障特征数据，则判定当前设备振动水平处于健康状态；

所述底盘测功机的具体劣化故障特征包括摆动轴承失效、毂面不平衡、轴不对中、机械松动和电机轴承故障。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述整流侧状态判断模型具体为：若直流电压信号数值在设定阈值范围且整流侧IGBT温度信号也在规定的阈值范围内则整流侧是处于健康状态，若直流电压信号数值在设定阈值范围但整流侧IGBT温度信号不在规定的阈值范围内则发出整流侧冷却系统故障报警；若直流电压信号数值超出设定阈值范围，则判断输入交流电压是否在阈值范围内，若输入交流电压在阈值范围内，则整流侧IGBT功能出现劣化，需要进行报警处理，若输入交流电压不在阈值范围内，则是当前电源输入质量不达标造成，需要进行输入电压故障报警。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述逆变侧状态判断模型具体为：若采集的电机运行电流信号在谐波阈值范围内，且逆变侧IGBT温度信号也在阈值范围内，则逆变侧处于健康状态；采集的电机运行电流信号在谐波阈值范围内且逆变侧IGBT温度信号超出阈值范围，则整流侧冷却系统出现故障，需要报警；若采集的电机运行电流信号超出谐波阈值范围，则可认定是整流侧IGBT出现劣化，需要进行报警。

7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电机电气状态判断模型具体为：当电机线圈温度始终在阈值范围内，则可认定当前电机功能处于健康状态；当电机线圈温度超出阈值，同时电机外壳温度也超过阈值，则可认定电机冷却系统出现故障进行报警，若此时电机外壳温度没有超出阈值，则可认定当前电机存在电气故障需要报警。

8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述力传感器状态判断模型具体为：当在底盘测功机充分热机或在做完试验静止状态下，当牵引力绝对值＜1‰底盘测功机额定载荷为正常状态，当≥1‰底盘测功机额定载荷时，则可视为力传感器故障报警，需要进行具体检查。

9.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述环境判断模型具体为：当地坑内相对湿度≤90％时，地坑湿度正常，当地坑湿度＞90％时，且地坑温度＜0摄氏度，此时环境仓为低温试验，仓内容易出现结霜冷凝风险，需要立刻报警，当地坑湿度＞90％时，且地坑温度≥0摄氏度，此时环境仓为常温或高温试验，此时应及时报警地坑湿度过高。

10.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括其它辅助信号判断模型，具体为车速信号判断模型和功率信号判断模型；车速信号判断模型以转速为基础阶次频率，进行振动信号故障特征频率的分析，进而确定具体故障；功率信号判断模型根据振动信号出现振动幅值增加、电机线圈温度小幅增加以及IGBT温度小幅增加情况，可根据功率信号阶段变化情况，判断变化趋势是否异常。

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