[發(fā)明專利]軸溫變化模型構(gòu)建方法及模塊、軸承健康監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710656863.8
• 申請(qǐng)日: 2017-08-03
• 公開（公告）號(hào): CN107560848B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張春;張寧;黃天立;劉峰;楊芳南
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M13/04
• 分類號(hào): G01M13/04;G06F17/50
• 代理公司: 11327 北京鴻元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張超艷;李琳<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=

1.一種軸溫變化模型的構(gòu)建方法，其特征在于，包括：

步驟1，對(duì)軸溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分組得到軸溫矩陣，設(shè)定軸溫矩陣對(duì)應(yīng)的權(quán)重矩陣，其中，

α_i＝{T_1i，T_2i，...，T_ni}

w＝[w₁，w₂，...，w_m]

其中，n為軸承溫度采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)，1，2...，n為軸承溫度采樣點(diǎn)的索引，m為軸溫?cái)?shù)據(jù)的組數(shù)，i為軸溫?cái)?shù)據(jù)的組數(shù)的索引，i＝0，1，2...m，α_i為第i組軸溫?cái)?shù)據(jù)，A為軸溫矩陣，w為與軸溫矩陣A對(duì)應(yīng)的權(quán)重矩陣，w₁，w₂，...，w_m為初始權(quán)重值；

步驟2，利用權(quán)重矩陣和軸溫矩陣根據(jù)下式(1)得到模型溫度陣列，

其中，為模型溫度陣列；

步驟3，利用軸溫矩陣和模型溫度陣列根據(jù)下式(2)對(duì)權(quán)重矩陣進(jìn)行更新，返回步驟2，根據(jù)更新后的權(quán)重矩陣?yán)霉?1)對(duì)模型溫度陣列進(jìn)行更新，更新后的模型溫度陣列如下式(3)

其中，w′為更新后權(quán)重矩陣，w_i′為與第i組軸溫?cái)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的更新后的權(quán)重，為更新后的模型溫度陣列；

步驟4，判斷更新后模型溫度陣列相較于更新前模型溫度矩陣的軸溫?cái)?shù)據(jù)變化是否均小于變化閾值；

當(dāng)存在不小于變化閾值的軸溫?cái)?shù)據(jù)變化時(shí)，返回步驟3，進(jìn)行權(quán)重矩陣和模型溫度陣列的循環(huán)更新，直到模型溫度陣列中軸溫?cái)?shù)據(jù)變化均小于變化閾值；

當(dāng)軸溫?cái)?shù)據(jù)變化均小于變化閾值時(shí)，在步驟5中，將此時(shí)模型溫度陣列中的權(quán)重矩陣作為最終權(quán)重矩陣，得到下式(4)的軸溫變化模型，

其中，為最終模型溫度陣列，w_終為最終權(quán)重矩陣，w_終i為第i組軸溫?cái)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的最終權(quán)重。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸溫變化模型的構(gòu)建方法，其特征在于，在步驟1中，將軸溫矩陣的各組軸溫?cái)?shù)據(jù)分別減去各組的第一個(gè)軸溫?cái)?shù)據(jù)，形成新的軸溫矩陣，其中，

α_i′＝{0，T_2i-T_1i，...，T_ni-T_1i}

其中，α_i′為第i組軸溫?cái)?shù)據(jù)減去該組第一個(gè)軸溫?cái)?shù)據(jù)后得到的新的軸溫?cái)?shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸溫變化模型的構(gòu)建方法，其特征在于，在步驟1中，通過(guò)使用動(dòng)車組軸承實(shí)時(shí)軸溫?cái)?shù)據(jù)構(gòu)建軸溫矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸溫變化模型的構(gòu)建方法，其特征在于，所述權(quán)重矩陣中的各初始權(quán)重值為1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸溫變化模型的構(gòu)建方法，其特征在于，在步驟1中，按天數(shù)、小時(shí)、季節(jié)和環(huán)境溫度差中的一種或多種對(duì)軸溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分組。

6.一種軸承健康監(jiān)測(cè)方法，通過(guò)多個(gè)軸承溫度采樣點(diǎn)的軸溫?cái)?shù)據(jù)監(jiān)測(cè)軸承的健康狀態(tài)，其特征在于，包括：

步驟10，采集第一設(shè)定時(shí)間段內(nèi)所述多個(gè)軸承溫度采樣點(diǎn)測(cè)量的軸溫?cái)?shù)據(jù)；

步驟20，利用上述軸溫?cái)?shù)據(jù)根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一權(quán)利要求所述的軸溫變化模型的構(gòu)建方法中的步驟1～步驟5得到與所述軸溫?cái)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的最終權(quán)重矩陣，得到軸溫變化模型；

步驟30，采集第二設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的所述多個(gè)軸承溫度采樣點(diǎn)測(cè)量的軸溫?cái)?shù)據(jù)，按照權(quán)利要求1～5中任一權(quán)利要求所述的軸溫變化模型的構(gòu)建方法中的步驟1對(duì)第二設(shè)定時(shí)間段內(nèi)采集的軸溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分組構(gòu)建軸承健康評(píng)估軸溫矩陣；

步驟40，將軸承健康評(píng)估軸溫矩陣代入步驟20構(gòu)建的軸溫變化模型，得到軸承健康評(píng)估軸溫矩陣對(duì)應(yīng)的最終模型溫度陣列，根據(jù)公式(5)確定軸承健康評(píng)估軸溫矩陣各組軸溫?cái)?shù)據(jù)與最終模型溫度陣列的殘差，殘差越大，軸承健康狀態(tài)越差，

其中，β為軸承健康評(píng)估軸溫矩陣中的一組軸溫?cái)?shù)據(jù)，r為所述一組軸溫?cái)?shù)據(jù)的殘差。