退化数据驱动的设备剩余寿命预测研究

发布时间：2020-12-27 18:34

　　设备预测与健康管理,是利用设备状态监测数据预测剩余寿命、确定维修策略,以实现维修保障费用和设备失效风险最小化。显然,设备剩余寿命预测是设备维修决策的前提。对于具有“小样本、贫信息”失效数据特性的高可靠、长寿命复杂设备,利用实时状态监测数据预测设备剩余寿命是一种有效方法。因此,研究退化数据驱动的设备剩余寿命预测,具有理论意义和应用价值。典型的数据驱动剩余寿命预测方法分为基于计算智能的剩余寿命预测和基于概率统计的剩余寿命预测等两类,本文围绕两类方法分别进行研究。针对一种故障可表征为多种特征信号,即设备剩余寿命与多个性能参数相关的情形,研究了多变量灰色系统预测模型。首先,对原始数据序列进行一次累加,并采用非齐次指数函数对其拟合,进而重构背景值计算公式,建立背景值优化的多变量灰色系统预测模型,得到原始数据序列的初始预测值。然后,利用神经网络建立残差序列与原始数据序列之间的映射关系,训练RBF神经网络;最后,将改进的模型和RBF神经网络集成,建立多变量灰色误差神经网络预测模型。以某型继电器为对象,对表征其寿命特征的三个性能退化参数预测的结果表明,该法能够有效提高预测精度。针对设备运行环境、负载等... 

【文章来源】：太原科技大学山西省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 设备剩余寿命预测研究综述
    1.3 本文工作
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
    1.4 内容组织与章节安排
第二章 数据驱动的剩余寿命预测
    2.1 数据的分类
    2.2 数据预处理
    2.3 基于计算智能的剩余寿命预测方法
    2.4 基于概率统计理论的剩余寿命预测方法
第三章 基于多变量灰色误差神经网络的剩余寿命预测
    3.1 基于灰色系统理论的灰色预测方法
        3.1.1 灰色系统理论概述
        3.1.2 基于灰色系统理论的灰色预测模型
        3.1.3 多变量MGM（1, ）预测模型
        3.1.4 多变量MGM（1, ）模型优化方法
    3.2 基于RBF神经网络的预测方法
        3.2.1 RBF神经网络模型概述
        3.2.2 基于RBF神经网络的预测模型算法
    3.3 基于多变量灰色误差神经网络的剩余寿命预测方法
        3.3.1 算法理论基础
        3.3.2 算法实现步骤
    3.4 实例仿真
    3.5 小结
第四章 面向非线性退化过程的剩余寿命预测
    4.1 Wiener过程模型概述
        4.1.1 Wiener过程的定义
        4.1.2 Wiener过程的性质与特性
    4.2 基于非线性漂移Wiener过程的退化模型及其寿命分布
        4.2.1 基于非线性漂移Wiener过程的退化模型
        4.2.2 剩余寿命分布
    4.3 退化模型参数估计及其在线更新
    4.4 仿真分析
        4.4.1 数值仿真
        4.4.2 实例仿真
    4.5 小结
结束语
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]数据驱动故障预测和健康管理综述[J]. 彭宇,刘大同.  仪器仪表学报. 2014(03)
[2]GM(1,1)模型的几种基本形式及其适用范围研究[J]. 刘思峰,曾波,刘解放,谢乃明.  系统工程与电子技术. 2014(03)
[3]基于PoF模型的电子产品可靠性参数计算方法[J]. 骆明珠,陈颖,康锐.  系统工程与电子技术. 2014(04)
[4]基于维纳过程的卫星用光纤陀螺剩余寿命预测[J]. 唐圣金,郭晓松,司小胜,王振业.  红外与激光工程. 2013(12)
[5]基于Wiener过程的民用航空发动机性能可靠性预测[J]. 朱磊,左洪福,蔡景.  航空动力学报. 2013(05)
[6]武器装备故障预测建模方法选择研究[J]. 马伦,康建设,赵春宇,吕雷.  计算机应用研究. 2013(07)
[7]基于改进灰色神经网络的液压泵寿命预测[J]. 何庆飞,陈桂明,陈小虎,姚春江.  中国机械工程. 2013(04)
[8]背景值优化的多变量灰色模型在路基沉降预测中的应用[J]. 刘寒冰,向一鸣,阮有兴.  岩土力学. 2013(01)
[9]带测量误差的非线性退化过程建模与剩余寿命估计[J]. 司小胜,胡昌华,周东华.  自动化学报. 2013(05)
[10]机械设备运行故障预测方法综述[J]. 陆宝春,程相亮,樊帆,张登峰.  机械制造与自动化. 2012(05)

博士论文
[1]基于Wiener过程的可靠性建模方法研究[D]. 彭宝华.国防科学技术大学 2010
[2]民航发动机性能可靠性评估与在翼寿命预测方法研究[D]. 任淑红.南京航空航天大学 2010

硕士论文
[1]卫星锂离子电池剩余寿命预测方法及应用研究[D]. 王红.哈尔滨工业大学 2013
[2]机电产品寿命预测方法研究[D]. 杨帅.电子科技大学 2013
[3]动态贝叶斯网络结构学习的研究[D]. 胡仁兵.北京工业大学 2009
[4]基于灰色理论和RBF神经网络民航客运量预测方法研究[D]. 王翠.北京交通大学 2008
[5]灰色关联分析模型及其应用的研究[D]. 曹明霞.南京航空航天大学 2007



本文编号：2942266