本方向以《高速列车科技发展“十二五”专项规划》为依据，以高速车辆运维及服役状态监测技术，减震降噪技术、标准和装备体系为主攻方向，重点开展测试、振动、控制与诊断等理论研究与技术开发工作，已经在轴承诊断、状态监测、主动悬挂控制方法等领域取得了一定的研究成果，为我国高速铁路技术的发展与列车安全平稳运行提供理论依据与保障。

（1）先进检测技术在载运工具的生产以及运行过程中已获得了非常广泛的应用，如车辆运行过程中的安全性研究、载运工具的运行状态监测以及发动机的生产制造等。目前，本实验室正在研究机车运行状态监测、机车中主极裂纹机理及探伤、轨道平顺度参数的光电检测技术、车钩高度检测技术、电力机车接插件性能检测技术、载运工具的振动与噪声控制技术等，继续扩大应用领域、推进产品化和标准化，将继续深入研究先进检测技术的理论与方法。特别，转向架构架是用以安装转向架各组成部分和传递各方向力的重要组件，其工作性能状况直接影响着车辆运行安全。本方向针对转向架构架日常维护的检测需求，提出了一种主动扫描式涡流无损探伤方法；建立涡流检测系统数学模型，分析影响检测精度和效率的主要因素，研究基于几何参数与电气参数反馈的主动调整方案；采用虚拟无限多探头技术，建立传感器与特测工件相对运动时检测信号时空域数学模型，利用多抽样率技术研究扫描速度及加速度对检测精度的影响，确定时空域信号采样方案，结合能量算子法重构缺陷有效信息；并研制了小型主动扫描式涡流检测系统样机，应用于转向架构架裂纹无损探伤现场试验。研究拓展了电涡流检测技术，为转向架构架这类服役于复杂环境下的工件无损探伤提供了思路。

图4.29  转向架裂纹及实验室简易涡流检测系统

（2）针对滚动轴承和齿轮等旋转机械零部件开展振动信号处理、特征提取、故障模式识别及故障程度定量诊断等方面的研究，配备了转子实验台、轴承齿轮综合实验台以及动态信号采集系统等实验设备。理论方面，将时变参数自回归模型引入时变工况下转子系统振动信号的参数建模，实现了非平稳工况转子故障诊断；在国内外率先将用于生理信号分析的多尺度熵方法引入振动信号特征提取并取得较好效果，相关成果被大批学者跟踪研究，发表的相关论文单篇他引近百次；提出了算子阶数和系数同步自适应变化的完全自适应第二代小波，增强了循环冲击类故障特征的提取效果。工程方面，为南昌铁路局等单位开发过泵组在线状态监测系统，取得了较好的实际效果。

图4.30  轴承诊断实验台及故障轴承

（3）针对高速列车主动或半主动悬挂系统的时滞、饱和及多速率特性，研究悬挂系统的多速率控制方法。将悬挂系统时滞与多速率现象耦合至系统数学模型，由作动器饱和与控制受限形成约束条件，稳定性、平稳性和安全性作为考查指标，建立了高速列车横向及垂向悬挂系统的时滞多输入多输出多速率数学模型。理论与实验研究了振动控制系统中的采样速率不一致及传感元件与作动元件的频响特性不匹配的问题。

图4.31  主动悬挂模拟实验系统

本研究方向在近几年新增获批各类科研项目10余项，发表学术论文50余篇，获得省级优秀硕士论文两篇，专利授权（受理）10余项。