基于HHT能量和最大Lyapunov指数的蛇行分类方法

来源：计算机测量与控制杂志2023年第8期北京时间：

作者：王敏,宁静,赵飞,李艳萍,陈春俊

单位：西南交通大学机械工程学院

摘要：现有蛇行监测标准仅考虑构架横向加速度信号的时域幅值信息,通过单一的固定值去评判列车是否蛇行,没有定量反映蛇行失稳对列车的影响程度。针对以上问题,提出基于HHT的能量法,该方法从信号频域主频的大小,频谱的集中性以及频率值等方面来判断高速列车是否发生蛇行运动。在此基础上提出快速蛇行收敛的概念,此类情况对车辆系统运行安全影响较小,因此将其认为是不影响车辆系统安全的信号,并对其进行识别。利用最大Lyapunov指数表征信号的周期性从而区分快速蛇行收敛和蛇行失稳(小幅蛇行和大幅蛇行)。结果表明,通过HHT能量法与最大Lyapunov指数相结合可以对高速列车正常运行、快速蛇行收敛、小幅蛇行和大幅蛇行的四种运行状态进行定性识别,且通过HHT能量值定量反映蛇行程度的大小。最后通过实测线路数据验证了方法的可行性。

关键词：高速列车;蛇行监测;HHT能量法;快速蛇行收敛;最大Lyapunov指数;

基金资助：国家自然科学(51975486),国家自然科学(51975487),四川省科技计划资助(2020JDTD0012)