[發明專利]一種支持機電設備預測性維護的激勵測試方法及系統

在審

• 申請號: 202010145644.5
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111239529A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 宋晶
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01M99/00
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 王沙沙

本發明公開了一種支持機電設備預測性維護的激勵測試方法及系統，包括以下步驟：步驟1：定義機電設備線上場景安全誘因，構建覆蓋完整工況的激勵數據集；步驟2：將步驟1中的激勵數據集中的數據轉譯為物理量語言；步驟3：根據測試設施所投射的物理信號對機電設備進行加載；步驟4：根據步驟3中的測試得到測試結果，形成覆蓋完整工況的安全基線數據庫；步驟5：根據步驟4中的安全基線數據庫即可完成機電設備的預測性維護；本發明克服機理解析和經驗檢測的困難，通過工況覆蓋和表象診斷實現激勵測試。

技術領域

本發明涉及機電設備故障診斷與健康維護技術領域，具體涉及一種支持機電設備預測性維護的激勵測試方法及系統。

背景技術

機電設備作為一個由復雜構件組成、在復雜環境中服役、完成具有時空分布特征的多功能服務整體，是一個復雜大系統，其安全行為的決定要素眾多、耦合復雜、涌現豐富。因此，機電設備安全相關要素辨識、要素間關聯影響機理、涌現規律、異常行為預測及基于預警的風險評估，已成為支持機電設備安全行為理解、安全運維保障的重大問題。

在機電設備全生命周期的故障診斷與健康維護中，主要面臨著兩個方面的挑戰。一是機理解析難，相關設備設施多依賴于外部第三方制造，機理規律解析下的精細化測試力實在是不從心；二是經驗檢測難，小樣本/零工況環境呈隨機分布存在，經驗故障模式下的被動性測試往往是束手無策。

因此，在克服機理解析和經驗檢測的兩難困境下，探索支持工況覆蓋和表象診斷的激勵測試新方法新系統，是主動化安全、預測性維護的未來發展方向。工況覆蓋，即將機電設備在線上應用場景中可能會經歷的全部工況，事先在線下提前經歷，形成對線上安全研判的基礎依據；表象診斷，即忽略內部原理構造，將基于大數據分析的維護決策手段轉化為基于測試功能是否實現的表象觀測上。

發明內容

本發明針對現有技術存在的問題提供一種支持機電設備預測性維護的激勵測試方法及系統。

本發明采用的技術方案是：

一種支持機電設備預測性維護的激勵測試方法，包括以下步驟：

步驟1：定義機電設備線上場景安全誘因，構建覆蓋完整工況的激勵數據集；

步驟2：將步驟1中的激勵數據集中的數據轉譯為物理量語言；

步驟3：根據測試設施所投射的物理信號對機電設備進行加載；

步驟4：根據步驟3中的測試得到測試結果，形成覆蓋完整工況的安全基線數據庫；

步驟5：根據步驟4中的安全基線數據庫即可完成機電設備的預測性維護。

進一步的，所述步驟1中安全誘因分解為彼此互不相容的“元誘因”，安全誘因分解為“元誘因”方法為：拋開機電設備的外在屬性，以自身服役安全保障的共性需求為標準，將設備拆分n類構件，選擇可支持診斷構件相應問題的征兆參數作為“元誘因”。

進一步的，所述步驟2中轉譯方法是基于物理量數據字典工況激勵數據映射為物理量語言；映射過程是利用搜索樹算法在物理量數據字典中尋找匹配相應的健值記錄。

進一步的，所述步驟3中加載過程是基于工況激勵數據中蘊含的正序時間過程，調用物理量數據字典中的測試設施進行加載。

進一步的，所述步驟3中加載過程中通過等比例壓縮時間序列的方法加速加載過程。

進一步的，所述步驟4中測試結果按照工況激勵數據中的正序時間關系以“時點+時長”為主鍵，將此時間范圍內所有的安全誘因作為預測性維護的條件字段；測試反應數據作為預測性維護的結果字段，進行數據的一一對偶標識，形成覆蓋完整工況的安全基線數據庫。

一種支持機電設備預測性維護的激勵測試方法的激勵測試系統，包括：