[發明專利]一種基于多源信息的船舶剩余壽命預測方法及系統

有效

• 申請號: 202110188897.5
• 申請日: 2021-02-19
• 公開（公告）號: CN112836381B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 魏慕恒;邱伯華;張羽;劉學良;李永杰;朱慧敏
• 申請（專利權）人: 震兌工業智能科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/15;G06F119/02;G06F119/08
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所有限公司 11386
• 代理人: 侯永帥

本發明涉及一種基于多源信息的船舶剩余壽命預測方法及系統，解決了現有船舶剩余壽命預測方法可靠性較低且預測精度差的問題。本發明的方法包括：采集船舶傳感器測量樣本的系統輸出信號向量，確定系統初始狀態和初始參數，并根據所述系統初始狀態和所述初始參數計算系統狀態；根據所述系統輸出信號向量和所述系統狀態，計算采樣時刻及每一過去采樣時刻的狀態最佳估計值；根據所述采樣時刻及每一過去采樣時刻的狀態最佳估計值，估計每一未來采樣時刻狀態值；將所述每一未來采樣時刻狀態值與閾值進行比較，以預測船舶剩余壽命。

技術領域

本發明涉及船舶壽命預測技術領域，尤其涉及一種基于多源信息的船舶剩余壽命預測方法。

背景技術

近年來，隨著電子、信息等技術的高速發展，剩余使用壽命預測作為設備維護策略制定的依據，是預測與健康管理的重要環節之一。準確地預測剩余使用壽命能夠為設備維護策略的制定提供全面、精準、有效的信息，避免設備失效、減少由于失效帶來的損失，為設備安全可靠運行提供保障。

船舶工業存在有多個獨立不相關傳感器的動態系統，此類系統中有隱含的性能退化過程，而對船舶剩余壽命預測過程中缺少隱含的性能退化過程，造成壽命預測誤差較大，可靠性較低且預測精度差。因此，現有技術中缺乏一種的基于多源信息的船舶剩余壽命預測方法及系統。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明實施例旨在提供一種基于多源信息的船舶剩余壽命預測方法，用以解決現有船舶剩余壽命預測方法可靠性較低且預測精度差的問題。

一方面，本發明實施例提供了一種基于多源信息的船舶剩余壽命預測方法，包括：

采集船舶傳感器測量樣本的系統輸出信號向量，確定系統初始狀態和初始參數；

根據所述系統輸出信號向量、系統初始狀態和初始參數，計算采樣時刻及每一過去采樣時刻的狀態最佳估計值；

根據所述采樣時刻及每一過去采樣時刻的狀態最佳估計值，估計每一未來采樣時刻狀態值；

將所述每一未來采樣時刻狀態值與閾值進行比較，以預測船舶剩余壽命。

進一步地，所述系統狀態為x_k，x_k是k采樣時刻的系統狀態值，x₀為系統初始狀態，為初始參數，為k采樣時刻的計算參數；

根據所述系統狀態和所述系統輸出信號向量，得到系統線性方程與觀測方程表達式：

x_k+1＝x_k+η_kτ_k+∈_k (1)

y_k＝a_k+h_kx_k+ω_k (2)

其中，公式(1)為性能線性退化的系統線性方程，公式(2)為觀測方程；x_k+1為k+1采樣時刻系統狀態預測值，y_k為k采樣時刻的系統輸出信號向量，t≥k≥0，t為當前時刻；

為k采樣時刻的計算參數，包括：η_k為線性退化過程漂移速度，τ_k為采樣間隔，∈_k為噪聲，a_k為傳感器零漂，h_k為系統自身參數，ω_k為測量噪聲。

進一步地，所述計算采樣時刻及每一過去采樣時刻的狀態最佳估計值，包括：

步驟一，根據k-1采樣時刻測量樣本的狀態最佳估計值和k采樣時刻系統輸出信號向量，計算k采樣時刻的系統狀態估計值，其中，t≥k≥0，t為當前時刻；