摘要：安全是铁路永恒的主题，如今铁路的高速发展对列车运行的安全性提出了更高的要求。本论文的研究目的是通过对列车关键部件的故障进行智能诊断，从而保证列车运行的安全性。本论文主要研究了列车关键部件的状态检测与故障诊断，分析了列车关键部件常见的故障类型和特征。通过选取列车的关键部件转子的三种典型故障类型，运用快速傅氏变换对信号进行频谱分析，并且结合模糊 C-均值聚类算法，来实现列车故障的智能诊断。通过学习Matlab软件和 GUI人性化界面设计，从而利用 Matlab对系统进行进一步的编程，最终设计出一个成功的列车故障智能诊断系统。实验结果表明，诊断有效。 22583
毕业论文关键词：列车故障诊断；模糊C-均值聚类算法；Matlab
The design of train faults’ intelligent diagnosis system on Fuzzy C-Means
Abstract： Safety is permament theme in railway. Now the high-speed railway development puts
forward higher requirements on the safety of train operation. The research purpose of this thesis
is to ensure safety of train operation by diagnosing train key parts’ faults.This thesis mainly
researches condition detection and fault diagnosis of train key parts and analyzes common
faults types and features of train key parts.To realize train faults’ intelligent diagnosis, I choose
three typical fault types of rotor and use FFT to analyze the signal spectrum combined with
Fuzzy C-Means.Through learning Matlab and humanized interface design of GUI, I use Matlab
to further programming system and finally design a successful train faults’ intelligent diagnosis
system.The experiment shows that this diagnosis is efficent.
KeyWords：Train fault diagnosis；Fuzzy C-Means；Matlab
目 录
1 绪论 . 1
1.1 本课题的目的与意义 1
1.2 国内外研究概况 2
1.2.1 列车故障诊断技术 . 2
1.2.2 模糊C-均值聚类（FCM算法） . 3
1.3 本文的主要内容 3
2 列车机械部件故障分析 5
2.1 机械状态检测和故障诊断的目的 5
2.2 机械故障的分类 5
2.3 列车关键部件常见故障 5
2.4 列车关键部件故障分析方法 7
2.5 本章小结 9
3 模糊 C-均值聚类算法 10
3.1 模糊聚类的应用 . 10
3.2 模糊集合的概念 . 10
3.3 模糊c均值聚类分析 . 10
3.4 模糊c均值聚类算法分析及具体步骤 . 11
3.5 本章小结 . 15
4 系统介绍. 16
4.1 Matlab介绍 . 16
4.1.1 Matlab简介 . 16
4.1.2 Matlab软件的优势 . 16
4.1.3 GUI界面介绍 18
4.2 基于FCM的列车故障智能诊断系统设计 . 19
4.2.1 系统设计 19
4.3 系统验证 . 21
4.3.1 实验结果 21
4.4 本章小结 . 25
5 总结 26 1 绪论
1.1 本课题的目的与意义
铁路是人类发明的首项公共交通工具，最早于十九世纪初期出现在英国，英格兰的史
托顿与达灵顿铁路是世界上第一条商营铁路。直到十九世纪末期发明汽车，铁路始终都是
陆上运输的主力。第二次世界大战以后，汽车技术得到改进，高速公路大量建成和推广， Matlab基于FCM的列车故障智能诊断系统设计:http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_15247.html