基于EMD和邏輯回歸的軸承性能退化評估與剩余壽命預(yù)測.pdf

1、隨著工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，機(jī)電系統(tǒng)逐步走向智能化、高效化和精密化。滾動(dòng)軸承在很多機(jī)電系統(tǒng)中擔(dān)當(dāng)著承載和傳遞動(dòng)力的關(guān)鍵性作用。滾動(dòng)軸承一旦出現(xiàn)突發(fā)性故障，不僅嚴(yán)重影響設(shè)備的生產(chǎn)效率，甚至可能造成操作員工的傷亡。因此，及時(shí)掌握滾動(dòng)軸承的性能退化狀況、預(yù)測出滾動(dòng)軸承的剩余壽命、合理安排滾動(dòng)軸承維修更換計(jì)劃，對于保障機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和降低滾動(dòng)軸承的維護(hù)成本具有相當(dāng)重大的意義。
　　軸承的全壽命周期中，從早期故障到最終完全失效，中間

2、要經(jīng)歷加深、磨平、惡化的過程。如果在這個(gè)過程中，能夠有效地監(jiān)測和評估軸承的性能退化程度，甚至預(yù)測到軸承的剩余正常使用壽命，那就可以根據(jù)當(dāng)前的狀況安排軸承的保養(yǎng)和維修，從而保障軸承的安全可靠和設(shè)備的良好運(yùn)行。
　　本文以滾動(dòng)軸承為研究對象，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解算法對滾動(dòng)軸承的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行特征提取，以邏輯回歸作為評估模型，定量評估滾動(dòng)軸承的性能退化狀況，并運(yùn)用自回歸移動(dòng)平均模型和灰色模型實(shí)現(xiàn)對滾動(dòng)軸承的信號(hào)特征值和剩余壽命預(yù)測。主要內(nèi)容為

3、：
　　1．建立軸承的性能退化評估模型。隨機(jī)選取軸承正常狀態(tài)下和失效狀態(tài)下的若干組數(shù)據(jù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法計(jì)算振動(dòng)信號(hào)本征模函數(shù)作為特征向量。以訓(xùn)練樣本建立邏輯回歸模型，獲取模型參數(shù)。
　　2．進(jìn)行軸承的性能退化評估及結(jié)果驗(yàn)證。提取待測軸承的振動(dòng)信號(hào)特征向量作為測試樣本，將測試樣本輸入已建立的評估模型中，計(jì)算待測軸承的性能退化評估指標(biāo)。然后采用將經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解（EMD）和包絡(luò)解調(diào)相結(jié)合的分析方法，對得到的性能退化評估結(jié)果進(jìn)行

4、驗(yàn)證。
　　3．進(jìn)行軸承的剩余壽命預(yù)測。采用統(tǒng)計(jì)分析方法對軸承的振動(dòng)數(shù)據(jù)或退化指標(biāo)進(jìn)行趨勢預(yù)測并估算其剩余壽命。（1）取滾動(dòng)軸承的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)求取振動(dòng)烈度，以振動(dòng)烈度時(shí)間序列建立自回歸移動(dòng)平均預(yù)測模型，再將檢測數(shù)據(jù)處理后輸入已建立的模型進(jìn)行軸承的振動(dòng)數(shù)據(jù)預(yù)測。（2）在軸承性能退化評估基礎(chǔ)上，以獲得的評估指標(biāo)作為退化特征序列來訓(xùn)練灰色預(yù)測模型，再將待測軸承檢測點(diǎn)的評估指標(biāo)作為輸入，通過已建立的灰色模型來計(jì)算軸承未來時(shí)間點(diǎn)的性能退化指