[发明专利]轴承剩余寿命预测模型建立方法及装置

权利要求书

1.一种轴承剩余寿命预测模型建立方法，其特征在于，包括：

在样本轴承的运行寿命中，采集所述样本轴承的至少一使用寿命的振动信号；

针对每一使用寿命的振动信号，获取所述振动信号的时域特征和时频域特征；

针对每一使用寿命的振动信号的时域特征和时频域特征，计算所述时域特征和时频域特征与所述使用寿命之间的相关性，在所述时域特征和时频域特征与所述使用寿命之间的相关性大于相关性阈值时，以所述时域特征和时频域特征作为机器学习算法的输入，所述样本轴承的使用寿命与运行寿命的比值作为输出，训练所述机器学习算法，获得剩余寿命预测模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

采集待预测轴承的当前使用寿命的振动信号，所述待预测轴承与样本轴承为安装在同一类型机器上的相同轴承；

针对每一当前使用寿命的振动信号，获取所述当前使用寿命的振动信号的时域特征和时频域特征，并在当前使用寿命的振动信号的时域特征和时频域特征与当前使用寿命之间的相关性大于相关性阈值时，将所述当前使用寿命的振动信号的时域特征和时频域特征输入所述剩余寿命预测模型，输出所述待预测轴承的当前使用寿命与平均运行寿命的比值，依据所述当前使用寿命与平均运行寿命的比值以及平均运行寿命，确定所述待预测轴承的剩余寿命。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述时域特征包括方差、均方根值、峰峰值、偏度指标、峭度指标、波形指标、峰值指标、脉冲指标、裕度指标中的至少一项，所述时频域特征包括频带能量。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述振动信号包括X轴方向信号和Y轴方向信号，振动信号的时域特征包括X轴的时域特征和Y轴的时域特征，振动信号的时频域特征包括X轴的时频域特征和Y轴的时频域特征。

5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，时域特征和时频域特征与使用寿命之间的相关性ρ_XY通过如下公式获得：

其中：Cov(X,Y)是X和Y的协方差，D(X)和D(Y)分别为X和Y的方差。

6.一种轴承剩余寿命预测模型建立装置，其特征在于，包括：

采集单元，用于在样本轴承的运行寿命中，采集所述样本轴承的至少一使用寿命的振动信号；

特征获取单元，用于针对每一使用寿命的振动信号，获取所述振动信号的时域特征和时频域特征；

训练特征提取单元，用于针对每一使用寿命的振动信号的时域特征和时频域特征，计算所述时域特征和时频域特征与所述使用寿命之间的相关性，在所述时域特征和时频域特征与所述使用寿命之间的相关性大于相关性阈值时，将所述时域特征和时频域特征作为训练特征；

训练单元，用于以所述时域特征和时频域特征作为机器学习算法的输入，所述样本轴承的使用寿命与运行寿命的比值作为输出，训练所述机器学习算法，获得剩余寿命预测模型。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：剩余寿命计算单元，其中，

所述采集单元，还用于采集待预测轴承的当前使用寿命的振动信号，所述待预测轴承与样本轴承为安装在同一类型机器上的相同轴承；

所述特征获取单元，还用于针对每一当前使用寿命的振动信号，获取所述当前使用寿命的振动信号的时域特征和时频域特征；

所述训练特征提取单元，还用于当前使用寿命的振动信号的时域特征和时频域特征与当前使用寿命之间的相关性大于相关性阈值时，将所述当前使用寿命的振动信号的时域特征和时频域特征输入所述剩余寿命预测模型，剩余寿命预测模型输出所述待预测轴承的当前使用寿命与平均运行寿命的比值；

剩余寿命计算单元，用于依据所述当前使用寿命与平均运行寿命的比值以及平均运行寿命，确定所述待预测轴承的剩余寿命。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述时域特征包括方差、均方根值、峰峰值、偏度指标、峭度指标、波形指标、峰值指标、脉冲指标、裕度指标中的至少一项，所述时频域特征包括频带能量。