【技术实现步骤摘要】
所属的技术人员可以通过相关了解，本专利技术可以实现为方法、系统和存储介质。因此，本专利技术可以具体实现为以下方法，即可以是完全的软件形式(包含虚拟展示平台、驻留软固件、脚本代码等)，也可以是软硬件相结合形式(更倾向于此类表现形式)，包含真实模型、虚拟模型、相关操控处理模块。以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
技术介绍
1、数字孪生是通过利用真实物理模型，虚拟模型，传感器交互等数据集成多学科多尺度的新一代数字技术。数字孪生可以将真实物理世界中的实际物体投影到虚拟数字世界中，同时也可以完成从虚拟空间到现实空间的映射，是对实体对象(本体)的动态仿真，从而反应出目标对象的全生命周期过程。数字孪生是个普遍适应的理论技术体系,可以在众多领域应用,在产品设计、产品制造、医学分析、工程建设等领域应用较多。在本专利技术中主要应用于对转子-轴承系统的可视化操作系统。
2、数字孪生体的主要价值体现在：(1)低成本试错,在虚拟空间上对物理世界的行为进行模拟验证,修改参数即可以多次重复模拟,相比现实世界,大大降低了模拟的投入成本和破坏性损失。(2)智能化决策,能够将实时数据、大数据分析和仿真模拟充分结合,预测未来可能发生的各种意外突发情况,进而做出最佳决策。
3、转子-轴承系统是各类旋转机械的主要旋转部件。然而，随着工业中对旋转机械在效率、可靠性
4、然而对于转子-轴承系统的部分故障试验研究诊断存在较多的局限性与风险性。例如，机组出现故障后对于整体系统的拆卸较为复杂，需要投入一定的时间精力，同时部分零件的位置出现极小偏差都会对后续试验操作造成极大影响，各类数据的准确性和适应度也难以确定；转子-轴系系统松动试验中，基础松动难以把握松动程度，轴承松动具有极高危险性等。因而现提出基于数字孪生技术下的转子-轴承系统可视化方法及系统，用于优化试验的进程、提高试验的灵活性以及可靠性、并且提高试验安全性以及保护试验人员人身安全、减少试验成本。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了基于数字孪生技术下的转子-轴承系统可视化方法及系统，相比现实世界，大大降低了模拟的投入成本和破坏性损失。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了基于数字孪生技术下的转子-轴承系统可视化方法，包括：
3、根据转子-轴承系统的物理层信息，构建初始数字孪生转子-轴承系统模型；
4、获取转子-轴承系统的实时动态参数信息；
5、将所述实时动态参数信息输入到所述初始数字孪生转子-轴承系统模型，获取可视化的模拟结果，通过对比所述模拟结果和实际结果，对所述初始数字孪生转子-轴承系统模型进行校验，获得数字孪生转子-轴承系统模型，完成所述转子-轴承系统的可视化。
6、可选的，所述实时动态参数信息包括：轴心轨迹、油膜厚度、磁拉力、阻尼、刚度、时域频谱、实时图像。
7、可选的，转子-轴承动力学子模型和神经网络子模型；根据所述转子-轴承动力学模型进行数值模拟与试验所得数据进行对比验证；同时通过所述神经网络子模型进行数据分类及特征提取，得到更加准确的结果；
8、所述转子-轴承动力学子模型用于进行数值模拟及理论分析；
9、所述神经网络子模型用于进行数据分类及特征提取。
10、可选的，将所述实时动态参数信息输入到所述初始数字孪生转子-轴承系统模型前还包括：对所述初始数字孪生转子-轴承系统模型进行优化。
11、可选的，对所述初始数字孪生转子-轴承系统模型进行优化包括：
12、根据所述实时动态参数信息同步更新数字孪生试验台模型中的动态参数；
13、根据所述动态参数并结合所述转子-轴承动力学子模型和神经网络子模型，预测出试验时间和故障种类，完成所述初始数字孪生转子-轴承系统模型的优化。
14、可选的，预测出试验时间和故障种类包括：
15、根据预设参数进行推演试验，结合所述转子-轴承动力学子模型和神经网络子模型，获取最佳试验参数；
16、根据所述最佳试验参数进行预设次模拟试验，预测出试验时间和故障种类。
17、可选的，对所述初始数字孪生转子-轴承系统模型进行校验包括：
18、基于所述模拟结果和实际结果，获取试验误差；
19、基于所述试验误差并结合所述监控模块，对所述初始数字孪生转子-轴承系统模型进行校验。
20、本专利技术还提供了基于数字孪生技术下的转子-轴承系统可视化系统，包括，
21、定位模块、控制传感模块、数据采集模块、数据处理模块、监控模块、控制模块和可视化渲染模块；
22、所述定位模块用于采集转子-轴承系统试验过程中各部件实时位置信息；
23、所述控制传感模块用于采集转子-轴承系统试验过程中各部件实时信息；
24、所述数据采集模块用于收集所述定位模块和控制传感模块所采集到的信息数据；
25、所述数据处理模块用于处理所述信息数据和转化数据；
26、所述监控模块用于记录实验过程；
27、所述控制模块用于远程操控所述数字孪生试验台模型；
28、所述可视化渲染模块用于渲染所述数字孪生试验台模型。
29、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
30、(1)低成本试错,在虚拟空间上对物理世界的行为进行模拟验证,修改参数即可以多次重复模拟,相比现实世界,大大降低了模拟的投入成本和破坏性损失。本专利技术基于数字孪生技术的转子-轴承试验台可视化系统为全过程智慧试验系统，对比真实世界试验系统，操作更加便捷方便，可以代替人工直接对试验参数进行修改，一方面可以减少人为误差，另一方面可以减少试验成本。如转子裂纹故障试验中，需要人为在转子上进行裂纹刻画。人为刻画无法保持一致性，容易出现误差，同时，进行裂纹刻画的转子只能适用于本次所需求的裂纹试验中，后续将无法再次使用，导致试验成本的增高。因此数字孪生技术下的可视化平台可以极大程度上减少人为误差以及试验成本；
31、(2)智能化决策,能够将实时数据、大数据分析和仿真模拟充分结合,预测未来可能发生的各种意外突发情况,进而做出最佳决策。本专利技术为全智慧化可视化平台，能够通过试验所得数据进行处理分析，进行进一步的故障分类以及故障预测，同时通过相关储存的脚本进行数据得到可视化展示，如柱状图、折线图等。本专利技术能够不断优化，统计数据构件数据集，不断优化数据分析处理方法，结本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于数字孪生技术下的转子-轴承系统可视化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术下的转子-轴承系统可视化方法，其特征在于，所述实时动态参数信息包括：轴心轨迹、油膜厚度、磁拉力、阻尼、刚度、时域频谱、实时图像。
3.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术下的转子-轴承系统可视化方法，其特征在于，所述初始数字孪生转子-轴承系统模型包括：转子-轴承动力学子模型和神经网络子模型；根据所述转子-轴承动力学模型进行数值模拟与试验所得数据进行对比验证；同时通过所述神经网络子模型进行数据分类及特征提取，得到更加准确的结果；
4.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术下的转子-轴承系统可视化方法，其特征在于，将所述实时动态参数信息输入到所述初始数字孪生转子-轴承系统模型前还包括：对所述初始数字孪生转子-轴承系统模型进行优化。
5.根据权利要求4所述的基于数字孪生技术下的转子-轴承系统可视化方法，其特征在于，对所述初始数字孪生转子-轴承系统模型进行优化包括：
6.根据权利要求5所述的基于数字孪生技术下的转子-轴承系
7.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术下的转子-轴承系统可视化方法，其特征在于，对所述初始数字孪生转子-轴承系统模型进行校验包括：
8.基于数字孪生技术下的转子-轴承系统可视化系统，用于实施如权利要求1-7任一所述的基于数字孪生技术下的转子-轴承系统可视化方法，其特征在于，包括，
...【技术特征摘要】
1.基于数字孪生技术下的转子-轴承系统可视化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术下的转子-轴承系统可视化方法，其特征在于，所述实时动态参数信息包括：轴心轨迹、油膜厚度、磁拉力、阻尼、刚度、时域频谱、实时图像。
3.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术下的转子-轴承系统可视化方法，其特征在于，所述初始数字孪生转子-轴承系统模型包括：转子-轴承动力学子模型和神经网络子模型；根据所述转子-轴承动力学模型进行数值模拟与试验所得数据进行对比验证；同时通过所述神经网络子模型进行数据分类及特征提取，得到更加准确的结果；
4.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术下的转子-轴承系统可视化方法，其特征在于，将所述实时动态参数信...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙维鹏，薄硕，赵道利，张凯程，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
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