[發明專利]一種基于振動數據的柴油機可靠性模型構建方法

在審

• 申請號: 202011637630.1
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112699609A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 劉隆波;黃金娥;張揚;袁玉道;陳小旺;暢曉鵬;馬力;徐東;姚智剛;熊玲
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍92942部隊
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N20/10;G06F119/02
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 廖輝

1.一種基于振動數據的柴油機可靠性模型構建方法，其特征在于，該方法的實現步驟如下：

步驟一：對可靠性試驗中采集的振動數據進行預處理；

步驟二：對振動測試通道和分析指標進行聯合優選，選出若干個最優振動測點及對應的最優評價指標，組成振動特征評價體系；

步驟三：對實時采集的振動信號進行自動工況劃分；

步驟四：基于振動信號工況劃分結果，根據時間先后順序，對同一運行工況數據進行分類重排；

步驟五：對于各個運行工況，基于步驟二中建立的振動特征評價體系，對同工況內的振動數據特征的統計特性進行分析，以及趨勢分析，從而判斷受試柴油機在不同工況下的振動平穩性水平，并進一步分析可靠性。

2.如權利要求1所述的基于振動數據的柴油機可靠性模型構建方法，其特征在于，所述步驟一中的振動數據預處理包括：統計振動數據是否存在數據丟失、異常值的情況；剔除非技術因素引起的異常；對有效振動數據進行運行工況的標簽化。

3.如權利要求2所述的基于振動數據的柴油機可靠性模型構建方法，其特征在于，所述步驟二中聯合優選的過程包括：對經驗選取的若干振動測點數據，分別計算若干振動評價指標，根據不同工況下指標差異最大，同一工況下指標差異最小的原則，聯合優選出若干個最優振動測點及對應的最優評價指標。

4.如權利要求2所述的基于振動數據的柴油機可靠性模型構建方法，其特征在于，所述步驟三中自動工況劃分的過程包括：建立振動信號指標與實際運行工況的非線性映射關系；基于標簽化的振動數據，開展一維信號支持向量機學習，依據訓練好的支持向量機對實時采集的振動信號進行自動工況劃分。

5.如權利要求4所述的基于振動數據的柴油機可靠性模型構建方法，其特征在于，所述振動特征評價體系采用基于聚類分析思想中距離計算的特征選擇方法獲得，對于每一振動測試通道的信號，假設具有C個工況，N_c個數據段，共Q個待選指標，則可構造一個具有特征指標集

{I_n,c,q,n＝1,2,…,N_c；c＝1,2,…,C；q＝1,2,…,Q}

其中，I_n,c,q是第c工況的第q個指標的第n個特征值；N_c是第c個工況的樣本數；Q是指標個數；

a)工況內距離評估

首先計算同一工況的工況內平均距離

然后得到C個工況內距離的平均值

定義并計算工況內距離的差異性因子

b)工況間距離評估

首先計算同一工況每個特征的平均值

然后獲得不同工況間的平均距離

定義并計算工況間距離的差異性因子

c)綜合距離評估

首先定義并計算各指標特征的加權因子

計算具有加權因子的工況間和工況內距離比值

最后利用最大值正規化法，得到綜合距離評估因子

根據各個振動通道信號的各個指標計算得到的距離評估因子從大到小的順序，聯合優選出敏感通道及對應的敏感特征指標，組成振動特征的評價體系。