[发明专利]一种齿轮变速箱的故障预警方法和故障预警装置

权利要求书

1.一种齿轮变速箱的故障预警方法，其特征在于，包括：

获取传感器数据，所述传感器数据包括第一工况数据和状态数据，所述第一工况数据包括动力输入侧测点的时序数据和负载输出侧测点的时序数据，所述状态数据包括齿轮变速箱本体侧测点的时序数据；

对所述状态数据执行时域与频域之间的变换，以得到所述状态数据的频域数据；

根据所述状态数据的频域数据分别计算所述齿轮变速箱的轴承、轴系和啮合齿轮的频段因数；

通过所述第一工况数据和所述频段因数建立高维特征空间，所述高维特征空间为包括状态信息的时序数据的矩阵；

通过聚类模型对所述高维特征空间的时序数据进行分类，以得到不同类别的时序数据，其中，每种类别的时序数据代表所述齿轮变速箱的一种运行状态；

通过回归模型对各分类下的时序数据的时间片段进行分析，确定目标测点和除所述目标测点以外的所有测点的数学关系；

通过所述数学关系和除所述目标测点以外所有测点的时序数据，计算得到所述目标测点的预测值；

当所述目标测点的实际值与所述目标测点的预测值的差值大于报警阈值时，发出预警信号，所述报警阈值为预设的值。

2.根据权利要求1所述的故障预警方法，其特征在于，所述获取传感器数据之后，所述对所述状态数据执行时域与频域之间的变换，以得到所述状态数据的频域数据之前，所述方法还包括：

对所述第一工况数据剔除异常值得到第二工况数据；

通过所述第一工况数据和所述频段因数建立高维特征空间包括：

通过所述第二工况数据和所述频段因数建立高维特征空间。

3.根据权利要求2所述的故障预警方法，其特征在于，所述根据所述状态数据的频域数据分别计算所述齿轮变速箱的轴承、轴系和啮合齿轮的频段因数之后，所述通过所述第二工况数据和所述频段因数建立高维特征空间之前，所述方法还包括：

对所述第二工况数据进行归一化处理，得到第三工况数据；

通过所述第二工况数据和所述频段因数建立高维特征空间包括：

通过所述第三工况数据和所述频段因数建立高维特征空间。

4.根据权利要求3所述的故障预警方法，其特征在于，所述对所述第二工况数据进行归一化处理，得到第三工况数据之后，所述通过所述第三工况数据和所述频段因数建立高维特征空间之前，所述方法还包括：

对所述第三工况数据和所述频段因数进行降维，得到特征向量；

通过所述第三工况数据和所述频段因数建立高维特征空间包括：

通过所述特征向量建立高维特征空间。

5.根据权利要求1至4任一项所述的故障预警方法，其特征在于，所述通过所述数学关系和除所述目标测点以外所有测点的时序数据，计算得到所述目标测点的预测值之后，当所述目标测点的实际值与所述目标测点的预测值的差值大于报警阈值时，发出预警信号之前，所述方法还包括：

若所述聚类模型和所述回归模型分别有多个，对所述聚类模型和所述回归模型进行评价，选出最优聚类模型和最优回归模型；

从所述预测值中筛选出与所述最优聚类模型和所述最优回归模型所对应的目标预测值；

当所述目标测点的实际值与所述目标测点的预测值的差值大于报警阈值时，发出预警信号包括：

当所述目标测点的实际值与所述目标预测值的差值大于报警阈值时，发出预警信号。

6.根据权利要求1至4任一项所述的故障预警方法，其特征在于，所述对所述状态数据执行时域与频域之间的变换，以得到所述状态数据的频域数据包括：

对所述状态数据进行快速傅里叶变换，得到频域数据；

或，

对所述状态数据进行离散傅里叶变换，得到频域数据。