[發(fā)明專利]一種機(jī)械設(shè)備磨損狀態(tài)綜合判斷方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910497594.4
• 申請(qǐng)日: 2019-06-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110220885B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳濤;王立勇;王少紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京信息科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/71
• 分類號(hào): G01N21/71;G01N21/67;G06K9/62
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)創(chuàng)理想知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11513
• 代理人: 張素妍

1.一種機(jī)械設(shè)備磨損狀態(tài)綜合判斷方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1)按照等時(shí)間間隔原則采集機(jī)械設(shè)備運(yùn)行階段的N個(gè)油樣，進(jìn)行原子發(fā)射光譜分析，獲得油樣中n種不同元素的濃度含量；

2)對(duì)光譜檢測(cè)元素進(jìn)行系統(tǒng)聚類確定主要磨損元素；

3)判斷設(shè)備運(yùn)行階段是否換油，進(jìn)而確定磨損指標(biāo)；

4)對(duì)每個(gè)磨損評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，然后對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化后的磨損指標(biāo)進(jìn)行因子分析；

5)對(duì)磨損主因子綜合得分序列進(jìn)行正態(tài)檢驗(yàn)；

6)根據(jù)綜合得分序列是否符合正態(tài)分布，確定綜合得分磨損界限值，完成磨損狀態(tài)綜合判斷；

所述步驟4)中，因子分析包括以下步驟：

4.1)確定磨損主因子個(gè)數(shù)；

4.2)判斷磨損主因子M是否為一個(gè)，如果為一個(gè)，由最小二乘法估計(jì)得到磨損主因子得分的估計(jì)公式為：

式中，A′為磨損主因子載荷矩陣的轉(zhuǎn)置，R^-1為原始磨損指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)矩陣R的逆矩陣，Y表示磨損評(píng)價(jià)指標(biāo)y₁,y₂,…,y_p構(gòu)成的矩陣；

如果磨損主因子M大于1個(gè)，對(duì)磨損主因子得分進(jìn)行信息熵加權(quán)，磨損主因子綜合得分越高，則磨損越嚴(yán)重；

所述步驟4.2)中，磨損主因子綜合得分計(jì)算如下式：

其中，是第q個(gè)磨損主因子F_q的信息熵加權(quán)系數(shù)，該系數(shù)計(jì)算如下：

p_q為磨損主因子提供信息的概率，計(jì)算公式如下：

其中，λ_q為磨損主因子F_q對(duì)應(yīng)的奇異值；

所述步驟5)中，正態(tài)檢驗(yàn)的方法為：假設(shè)磨損綜合得分序列總體服從正態(tài)分布，然后計(jì)算統(tǒng)計(jì)量W，在顯著性水平α＝0.05下，若W≥W_α，則接受正態(tài)性假設(shè)，即磨損特征服從正態(tài)分布，否則不接受正態(tài)性假設(shè)，即磨損特征不滿足正態(tài)性分布；其中，W_α表示統(tǒng)計(jì)量W在顯著性水平α下的數(shù)值；

所述步驟6)中，綜合得分磨損界限值確定方法為：如果綜合得分序列符合正態(tài)分布，則應(yīng)用3倍標(biāo)準(zhǔn)差原理制定綜合得分磨損界限值；如果磨損綜合得分序列不符合正態(tài)分布，則磨損異常線為通過(guò)箱線圖法確定的大于Q₃+1.5IQR的界限，磨損上四分位數(shù)線為Q₃對(duì)應(yīng)的值，其中，IQR為磨損綜合得分四分位距，Q₃為磨損綜合得分上四分位數(shù)。

2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于：所述步驟2)中，系統(tǒng)聚類中測(cè)度距離采用基于相關(guān)系數(shù)的相關(guān)距離，基于N個(gè)油樣光譜檢測(cè)元素中的任意兩種元素i,j的濃度含量數(shù)據(jù)序列x_i＝(x_i1,x_i2,…,x_iN)與x_j＝(x_j1,x_j2,…,x_jN)，計(jì)算元素i,j相關(guān)距離r_ij如下式為：

式中，和分別表示光譜檢測(cè)元素i,j的濃度數(shù)據(jù)序列x_i與x_j的數(shù)學(xué)期望，和在實(shí)際應(yīng)用中以樣本均值來(lái)表示；x_ir和x_jr分別表示第i和j種 光譜檢測(cè)元素在第r個(gè)采集油樣中的光譜檢測(cè)元素濃度值。

3.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于：所述步驟3)中，磨損指標(biāo)的確定方法為：如果存在換油，則磨損指標(biāo)為：主要磨損元素的光譜檢測(cè)濃度含量，主要磨損元素的濃度梯度及主要磨損元素的濃度比例特征；如果設(shè)備運(yùn)行階段沒(méi)有換油，則磨損指標(biāo)為：主要磨損元素的光譜檢測(cè)濃度含量和主要磨損元素的濃度梯度。