[發明專利]一種滾動軸承剩余壽命預測方法

在審

• 申請號: 202110248639.1
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113033881A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 齊曉軒;洪振麒;劉英英;張博;董海
• 申請（專利權）人: 沈陽大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F30/20;G01M13/045;G06F119/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種滾動軸承剩余壽命預測方法，其特征在于，包括步驟如下：

(1)利用最大相似系數法將尋找到的信號內部波段與兩端信號進行替換；

(2)通過順序統計濾波器求取上下包絡線，得到局部均值曲線；

(3)提取振動信號的ILCD譜熵特征；

(4)建立ILCD譜熵灰色預測模型，并進行訓練，獲得預測參數，實現剩余壽命預測。

2.根據權利要求1所述的一種滾動軸承剩余壽命預測方法，其特征在于，所述步驟(1)具體包括以下步驟：

(1a)尋找信號內部所有極值點

輸入信號為U_i，長度為L，i∈(1，L)，即U_i＝[u₁，u₂，...u_i]，先找到信號內部極值點，記極大值點為ma＝[m₁，m₂，...m_p]，極小值點為mi＝[n₁，n₂，...n_q]，橫坐標R_max＝[r_m1，r_m2，...r_mp]，R_min＝[r_n1，r_n2，...r_nq]；

(1b)計算相似度

若m₁＞n₁，則左端第一個點為極大值點，取r_m1-r_m3間的信號作為待替換信號，信號內數據點為e個，D＝[d₁，d₂，...d_e]，H＝[h_a1，h_a2，...h_ae]，h_ae＝U_i，依次求其與信號內部相同長度波段信號的相似度；

其中，α為參數，通常取1，α、β為相似度參數，α可取為0到1間任意固定數值，β通常取為1，ε為計算過程中產生的誤差，其對于相似性度量的影響很小，可忽略不計。

(1c)波段替換

得到最大相似度系數Li_s，假設其橫坐標為ε，則從左邊第一個點U₁-U_E用尋找到的波段進行替換。若尋找到左端第一個點為極小值點，重復上述步驟進行波段替換。信號右端做同樣處理，其過程為從右向左依次進行。

3.根據權利要求1所述的一種滾動軸承剩余壽命預測方法，其特征在于，所述步驟(2)具體包括以下步驟：

輸出信號為V_i，窗寬為D_wi，迭代次數為j(j＜L-D_wi+1)。窗內信號可表示為對信號進行順序統計濾波，能夠得到窗內數據的極大值與極小值，

式中，B_k濾波特性及過程表示為

求包絡線的過程為

4.根據權利要求1所述的一種滾動軸承剩余壽命預測方法，其特征在于，所述步驟(3)具體包括以下步驟：

(3a)計算ISC分量ISC_P(p＝1，2...n)與原始信號U之間的相關系數R_p：

其中，及分別為信號分量與原始信號的平均值；

(3b)依據經驗設置相關閾值α_R，當R_p＞α_R，選擇該相關系數對應的分量進行信號重構，當R_p≤α_R，舍棄該分量；

(3c)對分量進行篩選，直到獲得所有k個達標分量P_v(v＝1，2...k)對篩選出的k個分量進行分量重構得到ISC_re；

(3d)提取能譜熵、奇異譜熵、包絡譜熵

5.根據權利要求1所述的一種滾動軸承剩余壽命預測方法，其特征在于，所述步驟(4)具體包括以下步驟：

假設信號可以表示為其中k＝0，1...n，表示相對應的時間序列，則

其中，i＝0，1...m，表示m個序列，且由此可得

其中，A、Q為參數，L＝(L₁，L₂，...L_n)。

可得到預測值

其中，m＝1，2...。