軌道車輛車廂LED照明系統(tǒng)設計及可靠性分析
本書從資料搜集到寫作，歷時六年完成，首次針對國內LED軌道車廂照明系統(tǒng)進行系統(tǒng)的設計、故障診斷與預報以及可靠性研究分析。旨在梳理LED軌道車廂照明系統(tǒng)的設計與研究思路，保存、整理研究成果，為相關的研究提供資料及參考。該項成果對于推動LED軌道車廂照明系統(tǒng)研究的向前發(fā)展，以及對于相關學術研究都具有重要的學術價值。主要內容如下：簡要介紹了LED照明及其應用的發(fā)展情況，并對軌道車輛車廂LED燈具進行改進，設計了LED照明驅動電源。對整體照明系統(tǒng)的控制方法進行研究并增加了在線故障診斷與預報技術，以確保軌道車廂照明系統(tǒng)安全的運行。最后對LED軌道車輛照明控制系統(tǒng)可靠性進行分析，預測其使用壽命。本書的目錄編排以LED軌道車廂照明系統(tǒng)的設計步驟為順序，以便再現研究的過程，為讀者提供理論參考。
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目錄
前言
第1章 概述 1
1.1 LED照明在軌道車輛中的應用與發(fā)展 1
1.2 軌道車輛車廂LED照明存在的問題 4
1.3 本章小結 5
第2章 軌道車輛車廂LED照明結構設計 6
2.1 新型旋軸式軌道車輛車廂LED照明結構設計 6
2.2 軌道車輛車廂LED照明散熱裝置結構設計 8
2.3 軌道車輛車廂LED照明保護裝置結構設計 12
2.4 本章小結 13
第3章 軌道車輛車廂LED照明系統(tǒng)驅動電源設計 14
3.1 軌道車輛車廂LED驅動方式的選擇 15
3.1.1 恒流式LED驅動器 15
3.1.2 穩(wěn)壓式LED驅動器 16
3.2 軌道車輛車廂LED照明驅動電源基本原理 17
3.2.1 DC/DC變換器原理 17
3.2.2 PWM調制技術 19
3.2.3 閉環(huán)反饋 19
3.3 軌道車輛車廂LED照明驅動電源的設計 19
3.3.1 驅動芯片的選擇 19
3.3.2 EMC電路設計 21
3.3.3 整流濾波電路設計 22
3.3.4 PFC電路設計 23
3.3.5 降壓穩(wěn)壓電路設計 24
3.3.6 DC/DC變換器電路設計 25
3.3.7 LED驅動電源整體電路設計 26
3.4 軌道車輛車廂LED照明驅動電源電路仿真分析 28
3.4.1 仿真電路的設計 28
3.4.2 整流濾波電路的仿真分析 29
3.4.3 DC/DC變換器的仿真分析 29
3.4.4 LED驅動芯片的仿真分析 30
3.4.5 LED驅動電源電路仿真分析 32
3.5 本章小結 35
第4章 軌道車輛車廂LED照明控制系統(tǒng)設計 36
4.1 軌道車輛車廂LED照明控制系統(tǒng)研究現狀 36
4.2 軌道車輛車廂LED照明控制方法分析 37
4.2.1 分散式控制方法 37
4.2.2 集中式控制方法 38
4.3 軌道車輛車廂LED照明控制系統(tǒng)總體方案 38
4.4 軌道車輛車廂LED照明控制系統(tǒng)總體原理 40
4.5 控制系統(tǒng)亮度采集模塊的設計 41
4.6 控制系統(tǒng)通信方式的選擇 43
4.6.1 RS232通信方式 43
4.6.2 RS485通信方式 44
4.6.3 CAN總線通信方式 44
4.6.4 三種通信方式的比較 45
4.7 軌道車輛車廂LED照明控制系統(tǒng)通信接口電路設計 45
4.7.1 基于SJA1000的控制電路設計 46
4.7.2 基于PCA82C250的收發(fā)電路設計 48
4.8 軌道車輛車廂LED照明控制算法研究 49
4.8.1 車廂亮度變化因素分析 49
4.8.2 亮度處理數據融合算法 49
4.8.3 PID控制算法 54
4.9 軌道車輛車廂LED照明亮度智能控制仿真分析 55
4.9.1 置信距離矩陣的計算 56
4.9.2 支持度關系矩陣的計算 57
4.9.3 融合結果的計算 59
4.9.4 總體結果分析 59
4.9.5 PID仿真分析 61
4.10 本章小結 64
第5章 軌道車輛車廂LED照明系統(tǒng)故障診斷與預報 65
5.1 軌道車輛車廂LED照明系統(tǒng)故障機理分析 65
5.1.1 LED控制電路模塊故障機理分析 66
5.1.2 LED驅動電源模塊故障機理分析 69
5.1.3 LED燈板模塊故障機理分析 70
5.1.4 亮度傳感器采集模塊故障機理分析 71
5.2 基于置信規(guī)則庫的系統(tǒng)故障診斷研究 72
5.2.1 故障特征提取方法研究 73
5.2.2 置信規(guī)則庫理論 82
5.2.3 橋式整流濾波電路故障診斷 85
5.3 基于置信規(guī)則庫的系統(tǒng)故障預報研究 88
5.3.1 基于置信規(guī)則庫的故障預報 88
5.3.2 亮度傳感器故障預報仿真分析 90
5.4 本章小結 94
第6章 軌道車輛車廂LED照明控制系統(tǒng)可靠性分析 96
6.1 LED照明產品可靠性問題 96
6.1.1 LED照明產品可靠性技術研究現狀 96
6.1.2 可靠性定義與度量 97
6.1.3 可靠性實驗 100
6.2 LED照明控制系統(tǒng)可靠性建模與分析 101
6.2.1 可靠性模型 101
6.2.2 可靠性分析 104
6.3 LED照明產品可靠性因素分析 108
6.3.1 故障樹理論與分析方法 109
6.3.2 故障樹的建立 109
6.3.3 故障樹的數學描述 110
6.3.4 故障樹的評定 111
6.3.5 可靠性影響因素分析 112
6.4 LED照明控制系統(tǒng)剩余壽命預測 117
6.4.1 加速退化實驗的分類及模型 117
6.4.2 基于Wiener過程的軌道車輛車廂LED照明控制系統(tǒng)剩余壽命預測 121
6.4.3 實驗準備 126
6.4.4 實驗設備 128
6.4.5 實驗步驟 129
6.4.6 軌道車輛車廂LED驅動電源剩余壽命預測 131
6.5 本章小結 134
參考文獻 136
附錄 139
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