相似性寿命预测中的数据预处理方法研究.pdf

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1、总第308期计算机与数字工程Vo1．43No．6Computer&DigitalEngineering10092015年第6期相似性寿命预测中的数据预处理方法研究刘畅孟展王成(军械工程学院石家庄050003)摘要数据预处理是基于相似性的寿命预测方法的首要步骤，重点研究了变工况下数据预处理的方法。首先研究了其必要性，随后从线性模型和非线性模型的角度研究了多工况健康评估方法。从数据标准化、基于经验信噪比的特征加权和基于主成分分析的特征降维研究了多工况数据标准化方法。研究证明，多工况数据标准化方法更适于相似性寿命预测中的数据预处理。关键词相似性；寿命预测；数据预处理

2、中图分类号TJ630DOI：10．3969／j．issn1672—9722．2015．06．017DataPreparationofRULPredictionBasedonSimilarityLIUChangMENGChenWANGCheng(OrdnanceEngineeringCollege，Shijiazhuang050003)AbstractDatapreprocessingisthefirststepoflifepredictionmethodbasedonsimilarity．Thedatapreprocessingmethodundervaria

3、bleconditionisresearchedinthispaper．Thenecessityisresearchedfirstly，thenthemuli-regimehealthassementisstudiedintheperspectiveoflinearmodelandnonlinearmode1．Themuti—regimedatanormalizationisstudiedintheperspectiveofdatanormalization，variableweightingbasedonexperiencesignal—to—noisera

4、tioandvariablereductionbasedonPCA．Itshowsthatthemuti—regimedatanormalizationismoresuitableformuti—regimedatainRULpredictionbasedonsimilarity．KeyWordssimilarity，RUIprediction，datapreparationClassNumberTJ6301引言的问题，即变工况条件下收集的数据处理问题。2变工况条件下的数据预处理相似性寿命预测方法是近些年兴起的方法，其主要步骤包括数据预处理、退化轨迹提取、相似

5、性计工况是指能够决定设备操作环境的变量，这些算和模型聚合。数据预处理的目的是将原始数据转变量大体上可视为设备的一种输入，无论它是诸如化成可以用于相似I生寿命预测方法的形式。转化后控制环境的明确输入，还是诸如使用模式、环境参的数据为M维线性无关变量组成的时间序列，且该数等的模糊输入。例如，加工过程中的加工速度和序列随着时间推移呈现出明显的变化趋势。进给率就属于工况，消耗的能量则不是；飞机发动数据预处理的内容主要包括特征提取、降噪、数机工作时的速度、高度和环境温度属于工况，压缩据标准化、特征降维和健康评估等几个方面。预测应机排气口温度则不是。用中特征提取与降噪与具

6、体的应用相关，本文将重点有时工况需要通过测量获得，例如旋转类机械讨论数据预处理的其它三个方面，即数据标准化、特征的转动速度。该类测量结果根据不同的条件，有时降维和健康评估，以便解决预测应用中一个非常常见需要作为设备的工况，有时需要作为设备的输出变收稿日期：2014年12月10日，修回日期：2015年1月21习作者简介：刘畅，男，硕士研究生，研究方向：装备可靠性分析及寿命预测。孟晨，男，教授，研究方向：装备保障网络化与信息化、装备全生命周期管理、自动测试系统。王成，男，博士，讲师，研究方向：装备全生命周期管理、测试。刘畅等：相似性寿命预测中的数据预处理方法研究第

7、43卷量。如果在建模的过程中，测量环境与控制环境的设定一定的标准以确定一个样本是否应当归类为差异忽略不计的话，此类测量便可视为工况；反之，没有定义的工况。则只能被视为设备的输出。例如，在异步感应电机多工况方法有两种实现方式：一是在每种工况健康评估过程中，其转速测量结果可视为工况。而中进行健康评估，将多维数据转换为一个一维健康感应电机有同步转差速率，其实际转速总是低于设指数；二是在每种工况中进行数据标准化，将多维定转速，如果已知发动机的设定转速，则该转速测数据转化为具有统一标准的数据。第一种方法会量结果只能作为一个输出变量。产生一个健康指数的一维时间序列，可进行

8、健康级在许多应用中，工况对于设备运行过