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预测性维护-从系统到数据(03)

本章描述的方法已经在许多不同类型的系统中应用,特别是在铁路和精密机床领域。为了说明这一方法,让我们以客运列车作为案例研究。

  • 2024-06-08
  • 阅读316

预测性维护-特征提取

本章专注于处理工业系统关键组件上安装的监测数据。这些数据通常隐藏着与退化过程的触发和演变相关的重要信息。因此,直接在PHM中利用它们并不简单。因此,有必要对它们进行处理,以揭示其内容,并在每个时刻估计组件或系统的健康状态

  • 2024-06-08
  • 阅读317

预测性维护-特征减少和选择

特征减少的目标是保留只携带着信息主要部分的特征,也就是说,它的目的是摆脱重复的特征,或者那些代表很少兴趣的数据。举个例子,通常我们不会保留具有低判别能力的特征。因此,这种维度的减少是通过使用线性或非线性的减少方法(图3.12)将特征投影到维度较低的空间中(通常是二维或三维)。经过验证的方法包括主成分分析(PCA)、核主成分分析(kernel PCA)和等距特征映射(isomap)[BEN 13, BEN 15, MOS 13a, MOS 14]。我们以下简要描述并说明它们。

  • 2024-06-08
  • 阅读317

预测性维护-健康指标的构建

实际操作中,数据处理的主要困难之一与确定在PHM过程中实际有用的特征相关联。首先,尽管保留的特征通常与退化相关,但它们的因果关系并不明确,构建的指标的物理解释并不总是容易的。此外,特征并不是最终步骤,它们必须适应预期的后续处理(检测、诊断和预测)。这是我们可以解决与健康状态估计和故障预测相关的PHM子过程的基础。这些子过程将在接下来的两章中介绍。

  • 2024-06-08
  • 阅读634

健康评估、预测和剩余使用寿命-长期连接主义预测系统

基于数据的预测方法的实施假定系统可以配备传感器,以便实时收集原始数据,从而观察行为的演变。然后对这些数据进行预处理,以提取和选择能够表征退化的特征。这些特征一方面用于构建预测行为的模型,另一方面用于构建估算系统状态的模型。所有这些步骤构成了预测阶段。此外,尽管文献中并不总是明确提出,但预测可以被视为两个关键过程的组合:预测过程和分类过程(图4.1)

  • 2024-06-08
  • 阅读417

健康评估、预测和剩余使用寿命-通过“快速”神经网络进行预测

实施连接工具需要相当高的技能,并且通常基于试错过程,这种过程耗时长且令人气馁。此外,在PHM应用中,希望找到并利用与当前退化轨迹完全相同的轨迹是不现实的。因此,有必要扩展预测工具的边界,以确保在观察到新情况时将其整合到模型中。这个过程应在合理的时间内完成。下面,我们提出一种具有学习收敛性的预测算法,使得预测系统的结构可以在最短时间内重新学习,因此可以根据需要多次重新学习。此外,该算法能够减少构建预测器时所需的假设,并最大限度地降低随机初始化过程的影响。

  • 2024-06-08
  • 阅读389

健康评估、预测和剩余使用寿命-PHM问题中的应用与讨论

除了随时间的特征预测外,预测还需要在每个时刻估计监测系统的健康状态。考虑到预测的不确定性和故障限制概念的模糊性,状态分类的这一步骤可能是关键的。这就是我们在下一节要解决的问题。

  • 2024-06-08
  • 阅读384

健康评估、预测和剩余使用寿命-没有关于数据的先验信息和健康状态评估

在这一部分中,我们解决了基于提取和/或预测特征的监测系统的健康状态评估问题(参见图4.1,第68页)。这种状态估计是通过分类器实现的。下面,我们阐述原理并讨论必须解决的问题,以实现预测的“可靠性”和方法的“通用性”目标。

  • 2024-06-08
  • 阅读389
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