[发明专利]轴温变化模型构建方法及模块、轴承健康监测方法及系统

权利要求书

1.一种轴温变化模型的构建方法，其特征在于，包括：

步骤1，对轴温数据进行分组得到轴温矩阵，设定轴温矩阵对应的权重矩阵，其中，

α_i＝{T_1i，T_2i，...，T_ni}

w＝[w₁，w₂，...，w_m]

其中，n为轴承温度采样点的个数，1，2...，n为轴承温度采样点的索引，m为轴温数据的组数，i为轴温数据的组数的索引，i＝0，1，2...m，α_i为第i组轴温数据，A为轴温矩阵，w为与轴温矩阵A对应的权重矩阵，w₁，w₂，...，w_m为初始权重值；

步骤2，利用权重矩阵和轴温矩阵根据下式(1)得到模型温度阵列，

其中，为模型温度阵列；

步骤3，利用轴温矩阵和模型温度阵列根据下式(2)对权重矩阵进行更新，返回步骤2，根据更新后的权重矩阵利用公式(1)对模型温度阵列进行更新，更新后的模型温度阵列如下式(3)

其中，w′为更新后权重矩阵，w_i′为与第i组轴温数据对应的更新后的权重，为更新后的模型温度阵列；

步骤4，判断更新后模型温度阵列相较于更新前模型温度矩阵的轴温数据变化是否均小于变化阈值；

当存在不小于变化阈值的轴温数据变化时，返回步骤3，进行权重矩阵和模型温度阵列的循环更新，直到模型温度阵列中轴温数据变化均小于变化阈值；

当轴温数据变化均小于变化阈值时，在步骤5中，将此时模型温度阵列中的权重矩阵作为最终权重矩阵，得到下式(4)的轴温变化模型，

其中，为最终模型温度阵列，w_终为最终权重矩阵，w_终i为第i组轴温数据对应的最终权重。

2.根据权利要求1所述的轴温变化模型的构建方法，其特征在于，在步骤1中，将轴温矩阵的各组轴温数据分别减去各组的第一个轴温数据，形成新的轴温矩阵，其中，

α_i′＝{0，T_2i-T_1i，...，T_ni-T_1i}

其中，α_i′为第i组轴温数据减去该组第一个轴温数据后得到的新的轴温数据。

3.根据权利要求1所述的轴温变化模型的构建方法，其特征在于，在步骤1中，通过使用动车组轴承实时轴温数据构建轴温矩阵。

4.根据权利要求1所述的轴温变化模型的构建方法，其特征在于，所述权重矩阵中的各初始权重值为1。

5.根据权利要求1所述的轴温变化模型的构建方法，其特征在于，在步骤1中，按天数、小时、季节和环境温度差中的一种或多种对轴温数据进行分组。

6.一种轴承健康监测方法，通过多个轴承温度采样点的轴温数据监测轴承的健康状态，其特征在于，包括：

步骤10，采集第一设定时间段内所述多个轴承温度采样点测量的轴温数据；

步骤20，利用上述轴温数据根据权利要求1～5中任一权利要求所述的轴温变化模型的构建方法中的步骤1～步骤5得到与所述轴温数据对应的最终权重矩阵，得到轴温变化模型；

步骤30，采集第二设定时间段内的所述多个轴承温度采样点测量的轴温数据，按照权利要求1～5中任一权利要求所述的轴温变化模型的构建方法中的步骤1对第二设定时间段内采集的轴温数据进行分组构建轴承健康评估轴温矩阵；

步骤40，将轴承健康评估轴温矩阵代入步骤20构建的轴温变化模型，得到轴承健康评估轴温矩阵对应的最终模型温度阵列，根据公式(5)确定轴承健康评估轴温矩阵各组轴温数据与最终模型温度阵列的残差，残差越大，轴承健康状态越差，

其中，β为轴承健康评估轴温矩阵中的一组轴温数据，r为所述一组轴温数据的残差。