齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機組的關(guān)鍵部件,對風(fēng)力發(fā)電機的整體壽命有直接影響.針對齒輪箱的剩余壽命,提出了一種多退化量下的剩余壽命預(yù)測方法.首先,在分析齒輪箱壽命的影響因素基礎(chǔ)上,選取齒輪箱的振動加速度和噪聲作為退化量;其次,采用基于核估計和隨機濾波理論的方法分別對齒輪箱的振動加速度和噪聲進行建模,從而獲得齒輪箱的剩余壽命概率密度函數(shù),進而得到其邊緣分布函數(shù);再利用Copula函數(shù)表示齒輪箱的振動加速度和噪聲之間的隨機相關(guān)性,求得齒輪箱剩余壽命的聯(lián)合分布函數(shù),從而得到齒輪箱剩余壽命的聯(lián)合概率密度函數(shù),得到齒輪箱剩余壽命預(yù)測值;最后,提出基于赤池信息準(zhǔn)則模型評價的Copula函數(shù)選擇方法.通過齒輪箱的試驗驗證了該方法的有效性. 

【文章來源】：系統(tǒng)工程理論與實踐. 2020,40(09)北大核心CSSCI

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖３齒輪箱加速度監(jiān)測數(shù)據(jù)

第９期??宋仁旺，等：基于Ｇｅｐｕｌａ函數(shù)的齒輪箱剩余壽命預(yù)測方法??Ｍ７１??時間／ｈ?時間／ｈ??圖３齒輪箱加速度監(jiān)測數(shù)據(jù)?圖４齒輪箱噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)??４．２單退化量下齒輪箱的剩余壽命預(yù)測??本實驗采用３．１節(jié)所提到的基于核估計和隨機濾波理論的方法預(yù)測單退化量下齒輪箱的剩余壽命，得到??如圖§和圖６所示的齒輪箱的剩余壽命概率密度函數(shù)，圖中＿為剩余壽命的真實值．根據(jù)概率論中概率密??度函數(shù)與邊緣分布函數(shù)的關(guān)系，得到如圖７和圖８所示的基于單退化量下齒輪箱的剩余壽命邊緣分布函數(shù)．??４．３基于Ｃｏｐｕｌａ函數(shù)的齒輪箱剩余壽命預(yù)測??采用３．２節(jié)所提到的３種常用Ｃｏｐｕｌａ函數(shù)，對４？２節(jié)得到的基于振動加速度和噪聲的剩余壽命邊緣分??２）根據(jù)概率論中概率密度函數(shù)與邊緣分布函數(shù)的關(guān)系，得到基于加速度的剩余壽命的邊緣分布函數(shù)為??巧（ｔ）?＝?ｆ?和基于噪聲的剩余壽命的邊緣分布函數(shù)為朽的＝鱸｜妗沁??３）利用？＞ｐｕｌａ函數(shù)的性質(zhì)，融合基于加速度和噪聲的邊緣分布函數(shù)，得到齒輪箱的剩余壽命聯(lián)合分布??函數(shù)尸（ｔｌ，ｆｅ）?＝?（對（紅｝，，?Ｆ３．?（ｆ３）：；?７）．??４）根據(jù)概率論中概率密度函數(shù)與邊緣分布函數(shù)的關(guān)??系，得到齒輪箱基于多退化量下的剩余壽命概率密度函數(shù)??４實驗驗證及分析??４．１數(shù)據(jù)采集??實驗采用了如圖２所示的風(fēng)電機組齒輪箱試驗臺架．??實驗采用機械杠桿加載，扭矩采用轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器進行測??量．實驗過程中對箱體加速度和噪聲等進行監(jiān)測．??本實驗共布置５個傳感器，１＃心４＃為加速度傳感器（布置在主試箱軸承座的徑向），這樣可以使得接??收到的信號的衰減最��；￥＃為聲音傳感器（安裝在主試箱正上方４０?ｃ

函數(shù)的齒輪箱剩余壽命預(yù)測方法??２４７３??齬??制?０．１５??，１１??Ｉ??剩余壽命預(yù)測均值：??７．４ｈ??！�。�??／ｉｌｌ??－剩測均值：??７．５ｈ??／ＩＩＩ??ｉ?ＩＩＩ??ＩＩＩ??�。�！??１??１??＼??Ｉ?：??�。。�??１?＼??１?＼??＿余＇??射剛測均值：??７．７ｈ???加速度???噪聲???ｃｏｐｕｌａ??０?１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０?１００??第７０小時監(jiān)測點剩余壽命ｘ／ｈ??圖１１第４０小時剩余壽命概率密度函數(shù)??圖１２第７０小時剩余壽命概率密度函數(shù)??從表２中可以看出在＜４０小時和和小時時刻，ＣＥａｙｔ姐函數(shù)具有最小的ＡＩＣ值．因此，Ｇｌ％ｔ姐??Ｃｏｐｕｌａ函數(shù)是最優(yōu)的Ｃｏｐｕｌａ函數(shù)，可以最好地描述齒輪箱的加速度與噪聲之間的相關(guān)性．??由圖１１和圖１２可知，基于Ｃｏｐｕｌａ函數(shù)的多退化量下齒輪箱的剩余壽命概率密度函數(shù)的方差比基于單??退化量下齒輪箱的剩余壽命概率密度函數(shù)的方差要小，其剩余壽命的預(yù)測值更接近剩余壽命的真實值，說明??基于Ｃｏｐｕｌａ函數(shù)的多退化量下齒輪箱的剩余壽命預(yù)測值更準(zhǔn)確．??圖１３和表３給出了基于單退化量下齒輪箱的剩余壽命預(yù)測值與基于Ｃｏｐｕｌａ函數(shù)的剩余壽命預(yù)測值以??及剩余壽命真實值的比較．??表３剩余壽命預(yù)測值與真實值的誤差對比???運行剩余壽基于加速度基于Ｃｂｐｄａ．．基于加?基于??時間命實際的剩余壽命的剩余壽命速度的?Ｇｏｐｏｌａ??／ｈ?值／ｈ?估計值／ｈ?估計值／ｈ?誤差／強的誤差／餐??１００??圖１３剩余壽命預(yù)測值與真實值對比圖??由圖１３和表３可知，基于Ｃ

【參考文獻】：
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本文編號：2962780