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基于UKF的轴承剩余寿命预测方法研究
引用本文:阙子俊,金晓航,孙毅.基于UKF的轴承剩余寿命预测方法研究[J].仪器仪表学报,2016,37(9):2036-2043.
作者姓名:阙子俊  金晓航  孙毅
作者单位:浙江工业大学 特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室杭州310014,浙江工业大学 特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室杭州310014,1.浙江工业大学 特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室杭州310014; 2.浙江工业大学海洋研究院杭州310014
基金项目:国家自然科学基金(51505424, 51275474)、浙江省自然科学基金(LY15E050019, LZ12E05002)项目资助
摘    要:针对轴承从早期故障发生到失效的非线性退化问题,提出一种基于无迹卡尔曼滤波算法(UKF)的轴承剩余寿命预测方法。该方法包括轴承性能评估和剩余寿命预测两个部分。在性能评估部分,首先利用轴承振动信号建立反映其健康状态的指数,基于对正常工作时指数的学习获得用于判断轴承健康状态的异常阈值并截取出轴承从早期故障发生到失效这一性能退化阶段的数据;在剩余寿命预测部分,利用双指数函数拟合分析轴承退化数据,构建出与轴承退化过程相符的非线性状态空间模型,模型参数利用Dempster-Shafer方法进行初始化后采用UKF算法对其进行更新,并预测轴承的剩余寿命。基于轴承全寿命周期试验数据的分析,结果显示所提方法有效地评估了轴承的健康状况,通过对比分析其他剩余寿命预测方法,发现所提方法较好地预测了轴承的剩余寿命。

关 键 词:轴承  健康指数  性能评估  剩余寿命预测  无迹卡尔曼滤波

Remaining useful life prediction forbearings with the unscented Kalman filter based approach
Que Zijun,Jin Xiaohang and Sun Yi.Remaining useful life prediction forbearings with the unscented Kalman filter based approach[J].Chinese Journal of Scientific Instrument,2016,37(9):2036-2043.
Authors:Que Zijun  Jin Xiaohang and Sun Yi
Affiliation:Zhejiang University of Technology, Key Laboratory of Special Purpose Equipment and Advanced Processing Technology of Ministry of Education, Hangzhou 310014, China,Zhejiang University of Technology, Key Laboratory of Special Purpose Equipment and Advanced Processing Technology of Ministry of Education, Hangzhou 310014, China and 1. Zhejiang University of Technology, Key Laboratory of Special Purpose Equipment and Advanced Processing Technology of Ministry of Education, Hangzhou 310014, China; 2. Zhejiang University of Technology, Academy of Marine Science and Technology, Hangzhou 310014, China
Abstract:
Keywords:bearing  health index  performance assessment  remaining useful life prediction  unscented Kalman filter
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