[發(fā)明專利]一種主動式隨車運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測和故障預(yù)報(bào)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110378336.1
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113093709B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭棟;黎洪林;石曉輝
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶理工大學(xué)
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 重慶企進(jìn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50251
• 代理人: 周輝

1.一種主動式隨車運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測和故障預(yù)報(bào)方法，其特征在于，先獲取如下結(jié)構(gòu)的故障預(yù)報(bào)系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)（1）和連接設(shè)置在所述計(jì)算機(jī)（1）上的數(shù)據(jù)采集模塊（2）和I/O控制模塊（3），所述數(shù)據(jù)采集模塊（2）用于連接隨車安裝在轉(zhuǎn)速傳感器，并采集轉(zhuǎn)速信號發(fā)送至所述計(jì)算機(jī)（1），所述I/O控制模塊（3）用于連接隨車安裝的汽車儀表盤；所述計(jì)算機(jī)（1）內(nèi)集成有故障模型數(shù)據(jù)庫，所述故障模型數(shù)據(jù)庫包括待監(jiān)測故障類型的故障信息與瞬時(shí)轉(zhuǎn)速變化特征之間對應(yīng)關(guān)系；所述計(jì)算機(jī)（1）用于接收所述數(shù)據(jù)采集模塊（2）發(fā)送的轉(zhuǎn)速信號，根據(jù)轉(zhuǎn)速信號計(jì)算得到瞬時(shí)轉(zhuǎn)速變化特征，并將得到的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速變化特征與故障模型數(shù)據(jù)庫內(nèi)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速變化特征進(jìn)行匹配，一旦匹配成功，則通過所述I/O控制模塊（3）控制汽車儀表盤顯示對應(yīng)的故障警示燈；

所述故障模型數(shù)據(jù)庫采用如下步驟建立：

根據(jù)歷史維修數(shù)據(jù)收集動力傳動系統(tǒng)的所有故障類型，并篩選出與轉(zhuǎn)速相關(guān)的故障類型作為待監(jiān)測故障類型；

對于每種待監(jiān)測故障類型，選擇僅具有該種待監(jiān)測故障類型的動力傳動系統(tǒng)，在試驗(yàn)臺架上按照測試工況進(jìn)行試驗(yàn)，通過安裝在動力傳動系統(tǒng)上的轉(zhuǎn)速傳感器采集該類待監(jiān)測故障類型下的轉(zhuǎn)速信號，根據(jù)轉(zhuǎn)速信號計(jì)算得到該類待監(jiān)測故障類型下的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速變化特征；

將每種待監(jiān)測故障類型與其對應(yīng)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速變化特征組成所述故障模型數(shù)據(jù)庫；

對于每種待監(jiān)測故障類型，選擇多個(gè)僅具有該種待監(jiān)測故障類型且故障程度不同的動力傳動系統(tǒng)，在試驗(yàn)臺架上分別對每個(gè)動力傳動系統(tǒng)按照測試工況進(jìn)行試驗(yàn)，得到該待監(jiān)測故障類型下不同故障程度的動力傳動系統(tǒng)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速變化特征值；

將每種待監(jiān)測故障類型在不同故障程度及其對應(yīng)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速變化特征值組成所述故障模型數(shù)據(jù)庫；

將每種待監(jiān)測故障類型在不同故障程度及其對應(yīng)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速變化特征值導(dǎo)入人工智能深度學(xué)習(xí)算法中進(jìn)行模型訓(xùn)練，得到每種待監(jiān)測故障類型下瞬時(shí)轉(zhuǎn)速變化特征值與故障程度的參數(shù)模型；

對于每種待監(jiān)測故障類型，選擇多個(gè)僅具有該種待監(jiān)測故障類型且故障程度不同的動力傳動系統(tǒng)，在試驗(yàn)臺架上分別對每個(gè)動力傳動系統(tǒng)進(jìn)行疲勞壽命試驗(yàn)，得到該待監(jiān)測故障類型下不同故障程度與剩余壽命的關(guān)系曲線；

將每種待監(jiān)測故障類型下不同故障程度與剩余壽命的關(guān)系曲線導(dǎo)入人工智能深度學(xué)習(xí)算法中進(jìn)行模型訓(xùn)練，得到每種待監(jiān)測故障類型下故障程度與剩余壽命的參數(shù)模型；

將同一待監(jiān)測故障類型下的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速變化特征值與故障程度的參數(shù)模型和故障程度與剩余壽命的參數(shù)模型進(jìn)行匹配，得到瞬時(shí)轉(zhuǎn)速變化特征值、故障程度和對應(yīng)的剩余壽命的綜合參數(shù)模型；將不同待監(jiān)測故障類型下的綜合參數(shù)模型構(gòu)建所述故障模型數(shù)據(jù)庫；

使用時(shí)，在實(shí)車行駛過程中，實(shí)時(shí)或間隔定時(shí)地通過數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時(shí)采集實(shí)車上安裝的轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速信號，對轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行轉(zhuǎn)速換算，并根據(jù)故障模型數(shù)據(jù)庫中的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速變化特征的種類，逐一提取可能存在的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速變化特征，再根據(jù)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速變化特征在故障模型數(shù)據(jù)庫中匹配對應(yīng)的故障信息進(jìn)行預(yù)報(bào)。

2.如權(quán)利要求1所述的主動式隨車運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測和故障預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)（1）上還連接有CAN通訊模塊（4），所述CAN通訊模塊用于通過車載CAN通訊網(wǎng)絡(luò)連接車載顯示屏；所述計(jì)算機(jī)（1）用于接收所述數(shù)據(jù)采集模塊（2）發(fā)送的轉(zhuǎn)速信號，根據(jù)轉(zhuǎn)速信號計(jì)算得到瞬時(shí)轉(zhuǎn)速變化特征，并將得到的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速變化特征與故障模型數(shù)據(jù)庫內(nèi)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速變化特征進(jìn)行匹配，一旦匹配成功，則通過所述CAN通訊模塊（4）將故障信息顯示在車載顯示屏上。