[发明专利]一种滚动轴承剩余寿命预测方法

权利要求书

1.一种滚动轴承剩余寿命预测方法，其特征在于，包括步骤如下：

(1)利用最大相似系数法将寻找到的信号内部波段与两端信号进行替换；

(2)通过顺序统计滤波器求取上下包络线，得到局部均值曲线；

(3)提取振动信号的ILCD谱熵特征；

(4)建立ILCD谱熵灰色预测模型，并进行训练，获得预测参数，实现剩余寿命预测。

2.根据权利要求1所述的一种滚动轴承剩余寿命预测方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括以下步骤：

(1a)寻找信号内部所有极值点

输入信号为U_i，长度为L，i∈(1，L)，即U_i＝[u₁，u₂，...u_i]，先找到信号内部极值点，记极大值点为ma＝[m₁，m₂，...m_p]，极小值点为mi＝[n₁，n₂，...n_q]，横坐标R_max＝[r_m1，r_m2，...r_mp]，R_min＝[r_n1，r_n2，...r_nq]；

(1b)计算相似度

若m₁＞n₁，则左端第一个点为极大值点，取r_m1-r_m3间的信号作为待替换信号，信号内数据点为e个，D＝[d₁，d₂，...d_e]，H＝[h_a1，h_a2，...h_ae]，h_ae＝U_i，依次求其与信号内部相同长度波段信号的相似度；

其中，α为参数，通常取1，α、β为相似度参数，α可取为0到1间任意固定数值，β通常取为1，ε为计算过程中产生的误差，其对于相似性度量的影响很小，可忽略不计。

(1c)波段替换

得到最大相似度系数Li_s，假设其横坐标为ε，则从左边第一个点U₁-U_E用寻找到的波段进行替换。若寻找到左端第一个点为极小值点，重复上述步骤进行波段替换。信号右端做同样处理，其过程为从右向左依次进行。

3.根据权利要求1所述的一种滚动轴承剩余寿命预测方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括以下步骤：

输出信号为V_i，窗宽为D_wi，迭代次数为j(j＜L-D_wi+1)。窗内信号可表示为对信号进行顺序统计滤波，能够得到窗内数据的极大值与极小值，

式中，B_k滤波特性及过程表示为

求包络线的过程为

4.根据权利要求1所述的一种滚动轴承剩余寿命预测方法，其特征在于，所述步骤(3)具体包括以下步骤：

(3a)计算ISC分量ISC_P(p＝1，2...n)与原始信号U之间的相关系数R_p：

其中，及分别为信号分量与原始信号的平均值；

(3b)依据经验设置相关阈值α_R，当R_p＞α_R，选择该相关系数对应的分量进行信号重构，当R_p≤α_R，舍弃该分量；

(3c)对分量进行筛选，直到获得所有k个达标分量P_v(v＝1，2...k)对筛选出的k个分量进行分量重构得到ISC_re；

(3d)提取能谱熵、奇异谱熵、包络谱熵

5.根据权利要求1所述的一种滚动轴承剩余寿命预测方法，其特征在于，所述步骤(4)具体包括以下步骤：

假设信号可以表示为其中k＝0，1...n，表示相对应的时间序列，则

其中，i＝0，1...m，表示m个序列，且由此可得

其中，A、Q为参数，L＝(L₁，L₂，...L_n)。

可得到预测值

其中，m＝1，2...。