[發(fā)明專利]一種基于故障診斷的軌道交通車輛軸承剩余壽命預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710160858.8
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN107144428B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏秀琨;閆冬;賈利民;張曉中;王騰騰;張靖林;李巖;劉玉鑫;趙利瑞;耿毅軒;尹賢賢
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號: G01M13/045
• 分類號: G01M13/045
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝;黃景燕

1.一種基于故障診斷的軌道交通車輛軸承剩余壽命預(yù)測方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

S100、使用局部均值分解法將軸承振動信號分解為若干PF單分量，對分離出的單分量進行時域、頻域、能量及統(tǒng)計量的多角度特征值提取，將提取到的多角度特征值使用主成分分析法降維與融合；

S200、進行基于循環(huán)平穩(wěn)理論的故障診斷；

S300、通過進行多變量模型訓(xùn)練和實現(xiàn)基于多變量模型的故障分離；

S400、基于半監(jiān)督算法，協(xié)同使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量回歸兩種算法進行基于故障診斷的剩余壽命預(yù)測；

其中，所述使用局部均值分解法將軸承振動信號分解為若干PF單分量進一步包括：

S111、尋找軸承振動信號x(t)所有局部極值點n_i，將上下極值點分別用三次樣條曲線進行連接，得到信號的上、下包絡(luò)線E_max、E_min，計算局部均值函數(shù)m₁₁(t)和包絡(luò)函數(shù)c₁₁(t)：

S112、從x(t)中分離出局部均值函數(shù)m₁₁(t)，得到：

h₁₁(t)＝x(t)-m₁₁(t)；

S113、對h₁₁(t)解調(diào)，將h₁₁(t)除以包絡(luò)函數(shù)c₁₁(t)得到：

S114、按照S111中的方法求出s₁₁(t)所對應(yīng)的包絡(luò)函數(shù)c₁₂(t)，若包絡(luò)函數(shù)c₁₂(t)＝1，則判斷s₁₁(t)為純調(diào)頻函數(shù)；若包絡(luò)函數(shù)c₁₂(t)≠1，則迭代執(zhí)行上述步驟S111-S113，直至s_1n(t)的包絡(luò)估計函數(shù)c_1(n+1)(t)＝1，則有：

S115、將進行迭代處理過程中產(chǎn)生的所有包絡(luò)函數(shù)相乘得包絡(luò)信號：

S116、令包絡(luò)信號c₁(t)與純調(diào)頻函數(shù)s_1n(t)相乘，得到x(t)的第一個PF分量PF₁：

PF₁(t)＝c₁(t)·s_1n(t)；

S117、從x(t)中分離出第一個分量PF₁后得到一個新的待分解信號r₁(t)，將新的待分解信號替代軸承振動信號迭代執(zhí)行步驟S111-S116，直至新的待分解信號r_k(t)為一單調(diào)函數(shù)為止，k代表迭代次數(shù)，即

至此，x(t)被分解為k個PF分量及一個單調(diào)函數(shù)r_k(t)之和：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于故障診斷的軌道交通車輛軸承剩余壽命預(yù)測方法，其特征在于，所述多角度特征值包括時域特征值、頻域特征值、統(tǒng)計特征參數(shù)特征值和能量特征值；所述時域特征值包括均方值、方差、峰值、峭度、偏度、脈沖因子、峰值因子和裕度因子；所述頻域特征值包括均方頻率、頻譜重心、頻率方差和頻率標(biāo)準(zhǔn)差；所述統(tǒng)計特征參數(shù)特征值包括威布爾形狀參數(shù)、威布爾尺度參數(shù)、伽馬形狀參數(shù)和伽馬尺度參數(shù)；所述能量特征值包括香農(nóng)熵和能量矩。