一种基于多传感器的悬浮系统寿命预测方法及相关装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于多传感器的悬浮系统寿命预测方法，包括获取预测数据集；对预测数据集内的操作条件进行聚类，将聚类结果作为工况信息；根据工况信息计算每个工况信息的平均值和标准差值；根据平均值和标准差值对每个测量数据标准化；在对测量数据标准化后，根据测量数据计算健康指标；根据健康指标计算悬浮系统的剩余使用寿命。通过先对操作条件进行聚类生成工况信息，在基于各个工况信息对测量数据进行标准化，可以消除不同操作条件的影响，增加测量中显示退化过程的数据趋势，从而可以增加悬浮系统剩余寿命预测的准确性。本发明专利技术还提供了一种装置、设备以及存储介质，同样具有上述有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多传感器的悬浮系统寿命预测方法及相关装置
本专利技术涉及悬浮系统寿命预测
，特别是涉及一种基于多传感器的悬浮系统寿命预测方法、一种基于多传感器的悬浮系统寿命预测装置、一种基于多传感器的悬浮系统寿命预测设备以及一种计算机可读存储介质。
技术介绍
随着磁浮列车的大面积普及，磁浮列车悬浮系统的安全可靠运行也越来越受到关注。在磁浮列车运行过程中，一旦悬浮系统发生故障，必然导致机毁人亡。如果能在悬浮系统故障发生前对其进行剩余寿命预测，将很大程度上避免这类事情发生。磁浮列车的悬浮系统属于复杂系统，而复杂系统通常由许多组件组成并且具有复杂的结构，导致其故障的物理过程变得复杂且难以捕获，因此通常难以为该复杂系统建立基于物理的精确模型。同时，由于不同操作条件的影响，在每次运行至失败的测量中显示退化过程的数据趋势也不明显。如果直接使用这些数据，则很难获得理想的预测结果。因此，如何准确实现悬浮系统的剩余寿命预测是目前急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于多传感器的悬浮系统寿命预测方法，可以准确实现悬浮系统的剩余寿命预测；本专利技术的另一目的在于提供一种基于多传感器的悬浮系统寿命预测装置、一种基于多传感器的悬浮系统寿命预测设备以及一种计算机可读存储介质，可以准确实现悬浮系统的剩余寿命预测。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于多传感器的悬浮系统寿命预测方法，包括：获取预测数据集；所述预测数据集包括多个传感器分别对应多种操作条件下的测量数据，所述传感器为测量悬浮系统各个参数的传感器；对所述预测数据集内的操作条件进行聚类，将聚类结果作为工况信息；根据所述工况信息计算每个所述工况信息的平均值和标准差值；根据所述平均值和所述标准差值对每个所述测量数据标准化；在对所述测量数据标准化后，通过线性退化模型选取符合预设条件的测量数据作为待使用测量数据；调用预设的健康指标退化模型，根据所述待使用测量数据计算健康指标；根据所述健康指标计算所述悬浮系统的剩余使用寿命。可选的，所述对所述预测数据集内的操作条件进行聚类包括：通过k-均值聚类模型对所述预测数据集内的操作条件进行聚类。可选的，所述根据所述工况信息计算每个所述工况信息的平均值和标准差值包括：计算任一所述操作条件与任一所述工况信息所对应的聚类中心之间的距离参数；根据所述距离参数确定任一所述测量数据所对应的工况信息；根据所述测量数据计算任一所述工况信息中，每一种所述传感器对应的测量数据的平均值和标准差值。可选的，所述根据所述平均值和所述标准差值对每个所述测量数据标准化包括：根据任一所述测量数据对应传感器的所述平均值以及所述标准差值计算标准化后的测量数据。可选的，所述在对所述测量数据标准化后，通过线性退化模型选取符合预设条件测量数据作为待使用测量数据包括：在对所述测量数据标准化后，调用线性退化模型，根据标准化后的所述测量数据计算每个所述传感器对应的斜率绝对值；选择所述斜率绝对值中最大的斜率绝对值，以及与最大的斜率绝对值的比值大于预设比值的斜率绝对值所对应的传感器作为待使用传感器；将所述待使用传感器对应的测量数据作为所述待使用测量数据。可选的，在所述调用预设的健康指标退化模型，根据所述待使用测量数据计算健康指标之前，还包括：调用多个待选取退化模型，分别计算所述待使用测量数据得到对应的待选取健康指标；调用皮尔逊相关分析模型计算所述待选取健康指标与所述待使用测量数据之间的皮尔逊相关系数，并调用斯皮尔曼秩相关分析模型计算所述待选取健康指标与所述待使用测量数据之间的斯皮尔曼秩相关系数；根据所述皮尔逊相关系数和所述斯皮尔曼秩相关系数选取最相关的待选取退化模型作为所述健康指标退化模型。可选的，所述根据所述健康指标计算所述悬浮系统的剩余使用寿命包括：计算所述健康指标之间的相似度；根据所述相似度的大小将对应的所述待使用测量数据从大到小排列成一队列，并在所述队列中从前往后选取预设数量个所述待使用测量数据；通过核平滑模型拟合预设数量个所述待使用测量数据，得到概率分布的中位数，将所述中位数作为所述悬浮系统的剩余使用寿命。本专利技术还提供了一种基于多传感器的悬浮系统寿命预测装置，包括：获取模块：用于获取预测数据集；所述预测数据集包括多个传感器分别对应多种操作条件下的测量数据，所述传感器为测量悬浮系统各个参数的传感器；聚类模块：用于对所述预测数据集内的操作条件进行聚类，将聚类结果作为工况信息；计算模块：用于根据所述工况信息计算每个所述工况信息的平均值和标准差值；标准化模块：用于根据所述平均值和所述标准差值对每个所述测量数据标准化；选取模块：用于在对所述测量数据标准化后，通过线性退化模型选取符合预设条件的测量数据作为待使用测量数据；健康指标模块：用于调用预设的健康指标退化模型，根据所述待使用测量数据计算健康指标；RUL模块：用于根据所述健康指标计算所述悬浮系统的剩余使用寿命。本专利技术还提供了一种基于多传感器的悬浮系统寿命预测设备，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任意一项所述基于多传感器的悬浮系统寿命预测方法的步骤。本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任意一项所述基于多传感器的悬浮系统寿命预测方法的步骤。本专利技术所提供的一种基于多传感器的悬浮系统寿命预测方法，包括获取预测数据集；预测数据集包括多个传感器分别对应多种操作条件下的测量数据，传感器为测量悬浮系统各个参数的传感器；对预测数据集内的操作条件进行聚类，将聚类结果作为工况信息；根据工况信息计算每个工况信息的平均值和标准差值；根据平均值和标准差值对每个测量数据标准化；在对测量数据标准化后，通过线性退化模型选取符合预设条件的测量数据作为待使用测量数据；调用预设的健康指标退化模型，根据待使用测量数据计算健康指标；根据健康指标计算悬浮系统的剩余使用寿命。通过先对操作条件进行聚类生成工况信息，在基于各个工况信息对测量数据进行标准化，可以消除不同操作条件的影响，增加测量中显示退化过程的数据趋势，从而可以增加悬浮系统剩余寿命预测的准确性。本专利技术还提供了一种基于多传感器的悬浮系统寿命预测装置、一种基于多传感器的悬浮系统寿命预测设备以及一种计算机可读存储介质，同样具有上述有益效果，在此不再进行赘述。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所提供的一种基于多传感器的悬本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多传感器的悬浮系统寿命预测方法，其特征在于，包括：/n获取预测数据集；所述预测数据集包括多个传感器分别对应多种操作条件下的测量数据，所述传感器为测量悬浮系统各个参数的传感器；/n对所述预测数据集内的操作条件进行聚类，将聚类结果作为工况信息；/n根据所述工况信息计算每个所述工况信息的平均值和标准差值；/n根据所述平均值和所述标准差值对每个所述测量数据标准化；/n在对所述测量数据标准化后，通过线性退化模型选取符合预设条件的测量数据作为待使用测量数据；/n调用预设的健康指标退化模型，根据所述待使用测量数据计算健康指标；/n根据所述健康指标计算所述悬浮系统的剩余使用寿命。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多传感器的悬浮系统寿命预测方法，其特征在于，包括：
获取预测数据集；所述预测数据集包括多个传感器分别对应多种操作条件下的测量数据，所述传感器为测量悬浮系统各个参数的传感器；
对所述预测数据集内的操作条件进行聚类，将聚类结果作为工况信息；
根据所述工况信息计算每个所述工况信息的平均值和标准差值；
根据所述平均值和所述标准差值对每个所述测量数据标准化；
在对所述测量数据标准化后，通过线性退化模型选取符合预设条件的测量数据作为待使用测量数据；
调用预设的健康指标退化模型，根据所述待使用测量数据计算健康指标；
根据所述健康指标计算所述悬浮系统的剩余使用寿命。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述预测数据集内的操作条件进行聚类包括：
通过k-均值聚类模型对所述预测数据集内的操作条件进行聚类。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述工况信息计算每个所述工况信息的平均值和标准差值包括：
计算任一所述操作条件与任一所述工况信息所对应的聚类中心之间的距离参数；
根据所述距离参数确定任一所述测量数据所对应的工况信息；
根据所述测量数据计算任一所述工况信息中，每一种所述传感器对应的测量数据的平均值和标准差值。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述平均值和所述标准差值对每个所述测量数据标准化包括：
根据任一所述测量数据对应传感器的所述平均值以及所述标准差值计算标准化后的测量数据。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在对所述测量数据标准化后，通过线性退化模型选取符合预设条件测量数据作为待使用测量数据包括：
在对所述测量数据标准化后，调用线性退化模型，根据标准化后的所述测量数据计算每个所述传感器对应的斜率绝对值；
选择所述斜率绝对值中最大的斜率绝对值，以及与最大的斜率绝对值的比值大于预设比值的斜率绝对值所对应的传感器作为待使用传感器；
将所述待使用传感器对应的测量数据作为所述待使用测量数据。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述调用预设的健康指标退化模型，根据所述待使用测量数据计算健康指标之前，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，许雲淞，龙志强，李博文，周旭，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43