本文關(guān)鍵詞：基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的機(jī)械設(shè)備剩余壽命預(yù)測(cè)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：進(jìn)入21世紀(jì)以后,隨著能源短缺、環(huán)境惡化問(wèn)題的日益嚴(yán)峻,促使機(jī)械制造工藝向更高參數(shù)和更大裝置規(guī)模發(fā)展,生產(chǎn)過(guò)程大型化、自動(dòng)化、高參數(shù)運(yùn)行、高能量?jī)?chǔ)備的趨勢(shì)使得機(jī)械產(chǎn)品的安全問(wèn)題具有前所未有的重要性。機(jī)械產(chǎn)品復(fù)雜性和不確定性的增加,使其物理模型很難確定,由于其成本高、批量小等特點(diǎn),傳統(tǒng)的基于大樣本的統(tǒng)計(jì)方法并不適合這類機(jī)械裝備試驗(yàn)樣本稀少的特點(diǎn),如何根據(jù)小樣本下的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)是具有極大挑戰(zhàn)性課題,相關(guān)理論和方法以亟待完善。基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的壽命預(yù)測(cè)方法為解決這類問(wèn)題提供了可行的途徑,本文針對(duì)現(xiàn)階段機(jī)械設(shè)備運(yùn)行維護(hù)中的重要科學(xué)問(wèn)題,結(jié)合國(guó)家機(jī)械與制造科學(xué)的發(fā)展規(guī)劃,對(duì)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的壽命預(yù)測(cè)方法中的支持向量機(jī)模型和狀態(tài)空間模型進(jìn)行了研究,本文主要完成了如下幾個(gè)方面的工作： 第一,對(duì)機(jī)械設(shè)備剩余壽命預(yù)測(cè)研究方法進(jìn)行了綜述,將壽命預(yù)測(cè)方法分為基于物理模型預(yù)測(cè)的方法,基于統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的預(yù)測(cè)方法,基于知識(shí)的預(yù)測(cè)方法和基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)預(yù)測(cè)的方法四類,分別對(duì)這些方法進(jìn)行分析,比較各方法的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)機(jī)械設(shè)備故障預(yù)測(cè)的基本概念、發(fā)展歷程以及故障預(yù)測(cè)內(nèi)容進(jìn)行了介紹,對(duì)故障演化規(guī)律進(jìn)行了分析,給出了剩余壽命的定義。以上內(nèi)容為機(jī)械設(shè)備剩余壽命預(yù)測(cè)模型的建立奠定了基礎(chǔ)。 第二,在支持向量機(jī)模型的應(yīng)用實(shí)例中,首先對(duì)雙列滾子軸承的振動(dòng)信號(hào)提取RMS值作為退化特征,為減少信號(hào)中不規(guī)則特性的影響,同時(shí)簡(jiǎn)化信號(hào)的復(fù)雜性,將小波變換和支持向量機(jī)模型結(jié)合,根據(jù)分解后退化數(shù)據(jù)特征建立WT-SVM模型,對(duì)軸承退化趨勢(shì)進(jìn)行了單步與多步預(yù)測(cè)。對(duì)預(yù)測(cè)的結(jié)果,依據(jù)Hazen作圖位置公式,得出了軸承退化預(yù)測(cè)點(diǎn)的分布,并給出了預(yù)測(cè)點(diǎn)基于t分布的95%的置信區(qū)間。同時(shí)將預(yù)測(cè)結(jié)果與單一SVM模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。 第三,在狀態(tài)空間模型的應(yīng)用實(shí)例中,測(cè)取了銑刀加工過(guò)程中的磨損量數(shù)據(jù),采用帶有隨機(jī)漂移效應(yīng)的線性維納過(guò)程描述刀具磨損量的變化過(guò)程并建立狀態(tài)空間模型,這個(gè)模型與粒子濾波算法結(jié)合,基于自助法重采樣得出了模型的未知參數(shù),進(jìn)而對(duì)銑刀的退化和剩余壽命進(jìn)行了預(yù)測(cè),根據(jù)對(duì)應(yīng)的決策模型對(duì)最優(yōu)換刀時(shí)間進(jìn)行了分析。 本論文的研究工作可為我國(guó)機(jī)械設(shè)備剩余壽命預(yù)測(cè)研究提供一定的參考與借鑒。
【關(guān)鍵詞】：剩余壽命預(yù)測(cè) 小波變換 支持向量機(jī) 狀態(tài)空間模型 粒子濾波
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH17
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 選題背景和研究意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 研究目的和組織結(jié)構(gòu)13-15
• 2 機(jī)械設(shè)備剩余壽命預(yù)測(cè)的基本概述15-22
• 2.1 機(jī)械設(shè)備故障預(yù)測(cè)的基本概念15-16
• 2.1.1 機(jī)械設(shè)備故障的概念15
• 2.1.2 機(jī)械設(shè)備故障預(yù)測(cè)的概念15-16
• 2.2 機(jī)械設(shè)備故障預(yù)測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷程16-17
• 2.3 機(jī)械故障形成過(guò)程分析17-20
• 2.3.1 輸出參數(shù)與損傷的關(guān)系17-18
• 2.3.2 故障演化規(guī)律分析18-19
• 2.3.3 剩余壽命的定義19-20
• 2.4 故障預(yù)測(cè)內(nèi)容20-22
• 3 基于小波和支持向量機(jī)的軸承退化可靠性評(píng)估22-42
• 3.1 小波變換22-23
• 3.2 支持向量機(jī)23-29
• 3.2.1 支持向量機(jī)回歸理論23-26
• 3.2.2 支持向量機(jī)預(yù)測(cè)26-28
• 3.2.3 可靠性評(píng)估28-29
• 3.3 小波SVM29-30
• 3.4 應(yīng)用實(shí)例30-41
• 3.4.1 數(shù)據(jù)來(lái)源30-31
• 3.4.2 模型建立與參數(shù)估計(jì)31-35
• 3.4.3 預(yù)測(cè)結(jié)果與預(yù)測(cè)誤差分析35-39
• 3.4.4 滾動(dòng)軸承退化可靠性評(píng)估39-41
• 3.5 小結(jié)41-42
• 4 基于狀態(tài)空間模型的刀具剩余壽命評(píng)估42-65
• 4.1 狀態(tài)空間模型和貝葉斯統(tǒng)計(jì)推斷42-44
• 4.1.1 狀態(tài)空間模型42-43
• 4.1.2 貝葉斯統(tǒng)計(jì)推斷43-44
• 4.2 基于序貫蒙特卡羅的貝葉斯濾波算法44-50
• 4.2.1 粒子濾波算法中的關(guān)鍵技術(shù)44-47
• 4.2.2 退化問(wèn)題及改進(jìn)方法47-48
• 4.2.3 標(biāo)準(zhǔn)粒子濾波算法48-50
• 4.3 應(yīng)用實(shí)例50-64
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)介紹50-51
• 4.3.2 刀具退化建模51-53
• 4.3.3 刀具退化預(yù)測(cè)和剩余壽命預(yù)測(cè)53-56
• 4.3.4 應(yīng)用結(jié)果及分析56-64
• 4.4 小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況72-73
• 致謝73-74

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 賈志成;許世蒙;胡仲翔;;加工中心壽命分布模型的研究[J];兵工學(xué)報(bào);2007年03期

2 高顯忠;趙偉;侯中喜;;粒子濾波改進(jìn)算法研究[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào);2009年03期

3 林瑞霖;郭輝;;最小二乘支持向量機(jī)在蓄電池剩余容量建模中的應(yīng)用研究[J];海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào);2010年05期

4 張磊;李行善;于勁松;代京;;一種基于高斯混合模型粒子濾波的故障預(yù)測(cè)算法[J];航空學(xué)報(bào);2009年02期

5 周玉輝;康銳;;基于退化失效模型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械壽命預(yù)測(cè)方法[J];核科學(xué)與工程;2009年02期

6 朱江江;楊自春;;艦船燃?xì)鉁u輪葉片三維熱流固耦合應(yīng)力應(yīng)變分析及壽命預(yù)測(cè)[J];中國(guó)艦船研究;2010年05期

7 陳果;周伽;;小樣本數(shù)據(jù)的支持向量機(jī)回歸模型參數(shù)及預(yù)測(cè)區(qū)間研究[J];計(jì)量學(xué)報(bào);2008年01期

8 劉亞娟;李洪智;王致杰;;基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械故障預(yù)測(cè)[J];機(jī)械傳動(dòng);2006年03期

9 陸山;呂鴻雁;;小子樣零構(gòu)件可靠壽命零故障試驗(yàn)評(píng)估方法[J];機(jī)械強(qiáng)度;2006年03期

10 凌丹;何俐萍;許煥衛(wèi);汪忠來(lái);朱順鵬;;基于威布爾分布的疲勞剩余壽命可靠性預(yù)測(cè)方法[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2011年07期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 徐國(guó)平;基于支持向量機(jī)的動(dòng)調(diào)陀螺儀壽命預(yù)測(cè)方法研究[D];上海交通大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的機(jī)械設(shè)備剩余壽命預(yù)測(cè)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：358061