[发明专利]一种复杂装备退化阶段的预测方法

说明书

本发明涉及复杂装备退化阶段预测技术领域，公开了一种复杂装备退化阶段的预测方法，包括复杂装备的多源传感器信号采集；复杂装备的多源传感器参数关联性分析；对全生命周期多源传感器数据进行k均值聚类，建立聚类模型，确定退化阶段中心；建立线性自回归模型与非线性神经网络混合的多维参数预测模型；训练构建的多维参数预测模型直至预测误差满足预测精度需求；将复杂装备最新的监测数据输入多维参数预测模型，获得各关键参数的预测值；计算预测结果输入聚类模型判断复杂装备即将进入的退化阶段。本发明预测了复杂装备即将进入的退化阶段，提高了复杂装备退化阶段预测的准确性，增进了复杂装备的综合保障能力。

技术领域

本发明涉及复杂装备退化阶段预测技术领域，尤其涉及一种复杂装备退化阶段的预测方法。

背景技术

复杂装备的部件众多，传感器监测参数关联性耦合性复杂，融合机械、液压、电气、电子各类器件。受工作负载和工作环境的影响，复杂设备不可避免的发生退化，而其退化阶段通常分为健康阶段(缓慢退化)、退化阶段(快速退化)和临近失效阶段。因此，准确而及时的退化阶段预测能够预测复杂设备的状态，提前进行装备的预防性维护，保障复杂设备的运行。

复杂装备维护长期依赖定期维护，定期维护具有多、繁的特点，增加了装备保障的支出。随着故障预测与健康管理技术的发展，预防性维修保障成为装备维护的主流。

因此如何提供一种提高复杂装备退化阶段预测的准确率和快速性的复杂装备退化阶段预测方法，成为了本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明目的是提供了一种复杂装备退化阶段的预测方法，以解决上述问题。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种复杂装备退化阶段的预测方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：建立线性自回归模型与非线性神经网络混合的多维参数预测模型；

步骤S2：建立用于输出复杂装备退化阶段的预测结果的k均值聚类模型；

步骤S3：通过步骤S1所述的多维参数预测模型依据输入的复杂装备的在线监测数据计算得出各参数的预测值；

步骤S4：将步骤S3得到的各参数的预测值输入步骤S2所述k均值聚类模型度量预测状态与各退化中心的距离，根据预测状态与各退化中心的距离进行退化阶段匹配，输出复杂装备退化阶段的预测结果。

进一步地，所述非线性神经网络，包括隐含层和输出层，所述隐含层包括线性自回归模型，线性自回归模型与非线性神经网络模型并行。

进一步地，所述多维参数预测模型的建立具体步骤如下：

步骤S1.1：将复杂装备在整个生命周期过程中多源传感器采集得到的信号数据构成历史数据库；

步骤S1.2：对历史数据库数据进行数据预处理；

步骤S1.3：通过皮尔逊系数对复杂装备多维参数进行相关性分析，进行特征选择；

步骤S1.4：结合S1.2、S1.3处理的输入数据，构建线性自回归模型与非线性神经网络混合的多维参数预测模型。

进一步地，所述在线监测数据在输入多维参数预测模型前先对在线监测数据进行数据预处理，并选择相关的特征作为输入。

进一步地，所述非线性神经网络模型通过历史数据训练，调整模型结构与模型参数。

进一步地，所述k均值聚类模型的建立包括如下步骤，

S2.1选取监测数据空间中的K个对象作为初始中心，即各退化阶段中心；