董先鹏 李汉超 孔凡超 刘海全 王浩轩 孙畅励

(1.济南轨道交通集团建设投资有限公司 山东 济南 250101；2.中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东 青岛 266111；3.南京康尼机电股份有限公司 江苏 南京 210038)

0 引言

传统的城轨车门故障研究方法主要是基于大量故障样本，运用智能算法构建故障分类模型。这种方法对故障试验数据需求量较大，但物理台架试验存在着受场地条件约束、试验耗时周期长、投入成本高等缺陷[1-2]，利用虚拟样机模拟故障获得故障分类学习样本有利于缩减试验成本，丰富试验研究类型[3-4]。

下面以城轨塞拉门为例，搭建高仿真精度的车门机电一体化仿真模型[5-6]，模拟车门常见故障，利用模型仿真数据构建故障诊断模型，并通过试验验证其准确性。

1 机电联合虚拟样机建模

城轨塞拉门系统的工作原理如图1所示。开门过程中，电机按照预设速度曲线驱动丝杆转动，与丝杆安装配合的螺母滚动销转动脱离锁闭位置完成门扇解锁动作，随后带动门扇在上下导轨和承载机构的约束下完成门扇的摆塞与直线动作。关门过程与开门过程相似，在门扇到达关到位位置后，滚动销进入丝杆锁闭段实现门系统锁闭。

图1 塞拉门工作原理

根据塞拉门工作原理，基于Simulink-RecurDyn软件搭建机电联合虚拟样机[7-8]，主要结构如图2所示。

图2 塞拉门机电联合虚拟样机主要结构

塞拉门机电联合模型主要包括门控模型和机械动力学模型。门控系统模型采用双闭环PI控制，主要是模拟门控器对门扇机械主体的控制作用，包括供电保护、开关门运动控制、障碍检测控制等功能。……