基于时间序列数据扩增和BLSTM的滚动轴承剩余寿命预测方法

• 作者: 孙世岩 张钢 梁伟阁 佘博 田福庆
• 来源期刊: 系统工程与电子技术
• 学科: 工学
• 关键词: 时间序列数据 数据扩增 动态时间规整 剩余寿命预测 长短时记忆网络
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 可靠性|Reliability
• 页码范围: 1060-1068
• 页数: 9页
• 分类号: TN911.72
• 语种: 中文
• DOI: 10.12305/j.issn.1001-506X.2022.03.40

摘要

针对滚动轴承全寿命周期监测数据不足导致剩余寿命预测精度不高的问题,提出一种基于时间序列数据扩增和双向长短时记忆(bidirectional long-short term memory,BLSTM)网络的剩余寿命预测方法.首先,采集训练用滚动轴承全寿命周期振动加速度和测试轴承振动加速度数据.其次,对采集得到的原始数据预处理后提取健康因子,将训练用数据和测试数据分别构成参考数据集和目标数据集.然后,以参考数据集为基础,利用动态时间规整算法扩增目标数据集数据.最后,使用数据扩增后的测试数据训练BLSTM网络,利用训练好的BLSTM网络预测滚动轴承性能退化趋势和剩余寿命.实验结果表明,基于动态时间规整算法的数据扩增模型能够根据已有全寿命周期数据,扩增性能退化过程相似的滚动轴承运行数据,利用扩增数据训练BLSTM网络,能够有效提高性能退化趋势预测能力,进而提高剩余寿命预测精度.