[發(fā)明專利]一種基于電流特征提取的電磁閥壽命預(yù)測(cè)方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010119757.8
• 申請(qǐng)日: 2020-02-26
• 公開（公告）號(hào): CN111323663A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭軍;湯晅恒;楊迎澤;黃志武;張曉勇;李恒;劉偉榮;蔣富;顧欣;程亦君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00;G01M13/00;G06F30/25;G06F119/04
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 楊萍

1.一種基于電流特征提取的電磁閥壽命預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：獲取電磁閥在開關(guān)過程中其線圈的電流數(shù)據(jù)；

步驟S2：從步驟S1獲取的電流數(shù)據(jù)中提取物理特征；

步驟S3：基于提取的物理特征計(jì)算相應(yīng)的電磁閥健康指標(biāo)；

步驟S4：構(gòu)建電磁閥老化模型，基于電磁閥健康指標(biāo)歷史數(shù)據(jù)確定模型參數(shù)；

步驟S5：利用參數(shù)確定后的電磁閥老化模型預(yù)測(cè)電磁閥的剩余使用壽命。

2.一種基于電流特征提取的電磁閥壽命預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S2中，先對(duì)步驟S1獲取的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，再?gòu)念A(yù)處理后的電流數(shù)據(jù)中提取物理特征；預(yù)處理措施為：對(duì)于任一時(shí)刻，首先對(duì)其最近一段時(shí)間內(nèi)每次開關(guān)過程中的電流數(shù)據(jù)分別進(jìn)行平滑處理，再將平滑處理后的該段時(shí)間內(nèi)多次開關(guān)過程中的電流數(shù)據(jù)按采樣點(diǎn)進(jìn)行平均，得到該段時(shí)間內(nèi)經(jīng)過平均融合處理后的電流數(shù)據(jù)，即該段時(shí)間內(nèi)預(yù)處理后的電流數(shù)據(jù)，用于計(jì)算該時(shí)刻對(duì)應(yīng)的電磁閥健康指標(biāo)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電流特征提取的電磁閥壽命預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S2中，對(duì)于一段時(shí)間內(nèi)的電流數(shù)據(jù)，從中提取以下物理特征：觸動(dòng)電流i₁，穩(wěn)定電流i₂，反應(yīng)時(shí)間t₁，動(dòng)作時(shí)間t₂，電流降落Δi；其中觸動(dòng)電流i₁為開關(guān)過程中電流數(shù)據(jù)第一個(gè)拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流值；穩(wěn)定電流i₂為開關(guān)過程中最終穩(wěn)定后的電流值大小；反應(yīng)時(shí)間t₁是電磁閥通電后到電磁閥閥芯開始運(yùn)動(dòng)之間的時(shí)間間隔；動(dòng)作時(shí)間t₂是開關(guān)過程中電磁閥閥芯運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；電流降落Δi是閥芯運(yùn)動(dòng)過程中由于閥芯運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)造成的電流降落值大小。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電流特征提取的電磁閥壽命預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S3中，電磁閥健康指標(biāo)的計(jì)算公式為：

其中，HI為電磁閥的健康指標(biāo)值，p_i為提取的物理特征向量P中第i個(gè)物理特征的值，p_{i_new}為在全新電磁閥上測(cè)量提取到的第i個(gè)物理特征的值；物理特征向量P＝(p₁，p₂，…，p_Z)，Z為物理特征個(gè)數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電流特征提取的電磁閥壽命預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S4中，由于電磁閥的健康指標(biāo)隨其老化呈指數(shù)型增長(zhǎng)，構(gòu)建指數(shù)形式的電磁閥老化模型：

其中，HI(t)表示電磁閥t時(shí)刻的健康指標(biāo)，為常量，σ表示電磁閥老化過程的固定參數(shù)，θ和β是隨機(jī)變量，表示電磁閥的個(gè)體差異，B(t)是標(biāo)準(zhǔn)布朗運(yùn)動(dòng)。