【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生技术的列车EP阀退化预测方法
[0001]本专利技术涉及EP阀退化预测
，尤其是涉及一种基于数字孪生技术的列车EP阀退化预测方法。
技术介绍
[0002]EPLA电空变换阀(EP阀)作为动车组制动系统的关键驱动部件，其性能的好坏直接影响着列车制动性能的可靠性。在EP阀退化的早期阶段，系统闭环控制策略可以实时调整输入来实现目标输出的鲁棒控制，所以只依靠输出端压力传感器很难及时检测和识别到EP阀的早期退化特征。当压力传感器能检测到故障信号时，说明EP阀退化程度已经严重到无法再通过闭环控制策略实现鲁棒控制和调节，此时列车的制动性能往往会迅速下降，这可能会引起严重的事故和不必要的经济损失。因此，对EP阀退化过程的有效预测是动车组电空制动系统健康管理与智能运维中亟需解决的重要问题。
[0003]现有的EP阀状态监测方法主要分为两类，分别是基于离线测试的方法和基于在线监测的方法。其中，离线测试虽然是最直接有效的方法，但测量直接反映健康状态的相关参数是一项费时费力且成本高昂的工作，并且在许多情况下很难定期中断...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生技术的列车EP阀退化预测方法，其特征在于，包括以下步骤：根据列车EP阀结构建立EP阀仿真模型，并根据列车EP阀结构的物理实体信息校正所述EP阀仿真模型的结构参数；对所述列车EP阀结构进行在线加速退化试验，得到在线测试的历史运行数据；对所述列车EP阀结构进行离线制动性能测试，得到离线测试数据；基于所述在线测试的历史运行数据建立电磁线圈直流电阻初始退化模型；采用所述电磁线圈直流电阻初始退化模型分阶段进行退化趋势预测，并同时对各阶段进行在线加速退化试验，得到对应的测量数据，从而根据各阶段的退化趋势预测数据和测量数据修正和更新电磁线圈直流电阻初始退化模型；采用更新后的电磁线圈直流电阻初始退化模型计算实时的等效线圈匝数，并更新EP阀仿真模型的结构参数，从而通过更新后的EP阀仿真模型进行退化预测，并通过所述离线测试数据对退化预测结果进行验证。2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的列车EP阀退化预测方法，其特征在于，所述根据列车EP阀结构建立EP阀仿真模型的过程具体为：对列车EP阀结构划分为电磁部分和气动部分；对电磁部分进行参数化建模，并分别进行电
‑
热耦合仿真和电磁场仿真；对气动部分进行结构建模。3.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生技术的列车EP阀退化预测方法，其特征在于，所述电
‑
热耦合仿真过程中的热传导分析方式、热对流分析方式，以及电阻和温度的关系的表达式为：P＝K
·
ΔT
·
Acc式中，J
T
为热流密度，κ是热传导系数，dT/dx、dT/dy、dT/dz分别为x、y、z方向的温度梯度，分别为x、y、z方向的热流变量；P
c
是自然对流散热功率，K
c
为对流散热系数，ΔR为发热体表面和流体介质之间的温差，A为散热面积；表示T2温度下的电阻值，表示T1温度下的电阻值，α表示电阻的温度系数。4.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生技术的列车EP阀退化预测方法，其特征在于，所述电磁场仿真的电磁场分析方式的表达式为：式中，J
z
(x,y)是电流流动截面的电流密度，A
z
(x,y)为矢量磁位A的Z轴分量，u
r
是材料的相对磁导率，u0是真空中的磁导率，
▽
为Hamilton算子。5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的列车EP阀退化预测方法，其特征在于，所述在线加速退化试验过程中，采集有EP阀的连续电信号数据，作为所述在线测试的历
史运行数据；所述离线制动性能测试过程中，采集有不同退化阶段EP阀在1
‑
7级制动和紧急制动下的开环AC输出压力，作为所述离线测试数据。6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的列车EP阀退化预测方法，其特征在于，建立所述电磁线圈直流电阻初始退化模型的过程包括：构建反映电磁线圈直流电阻退化趋势的经验参数模型；将所述在线测试的历史运行数据中的退化开始的时刻标记为t0，当退化过程进行到t1时刻时，将t0‑
t1阶段的在线测试的历史运行数据作为...
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