恭喜新昌县天姥实验室沈雨田获国家专利权
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龙图腾网恭喜新昌县天姥实验室申请的专利基于神经网络的轴承寿命预测方法、系统及装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118940645B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-16发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411426169.3,技术领域涉及:G06F30/27;该发明授权基于神经网络的轴承寿命预测方法、系统及装置是由沈雨田;陈晓敏;徐永松;刘伟庭;居冰峰设计研发完成,并于2024-10-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于神经网络的轴承寿命预测方法、系统及装置在说明书摘要公布了:本发明公开一种基于神经网络的轴承寿命预测方法、系统及装置,方法包括:获取轴承工作时的历史相关数据进行预处理,提取数据特征并进行排序,得到相关特征矩阵;基于轴承额定寿命模型对所述预处理后轴承相关数据进行处理,得到轴承额定寿命数据集;构建轴承寿命预测预训练模型并进行训练,得到轴承寿命预测模型;基于轴承寿命预测模型基于当前时段相关数据对下一时段相关数据进行预测,得到轴承寿命预测参数;将轴承寿命预测参数输入至预设预测轴承实际寿命模型,得到预测的轴承实际寿命。解决了现有的轴承实际工作寿命计算方式对于实际工况考虑不全面导致计算精度不高的问题,能够有效预测轴承的实际工作寿命,具有较高的准确性和可靠性。
本发明授权基于神经网络的轴承寿命预测方法、系统及装置在权利要求书中公布了:1.一种基于神经网络的轴承寿命预测方法,其特征在于,包括以下步骤:获取轴承工作时的历史相关数据,对历史相关数据进行预处理,得到预处理后轴承相关数据,提取数据特征并进行排序,得到相关特征矩阵,基于相关特征矩阵及轴承寿命预测参数构建预设预测轴承实际寿命模型;基于基本轴承额定寿命模型对所述预处理后轴承相关数据进行处理,得到基本轴承额定寿命数据集;构建轴承寿命预测预训练模型,根据所述基本轴承额定寿命数据集对轴承寿命预测预训练模型进行训练,得到轴承寿命预测模型;将当前时段相关数据输入至所述轴承寿命预测模型中对下一时段相关数据进行预测,得到轴承寿命预测参数;通过预设预测轴承实际寿命模型对所述轴承寿命预测参数进行处理,得到预测的轴承实际寿命;其中,所述历史相关数据包括振动信号数据、电机电流信号数据、温度信号数据、轴承种类数据、轴承基本额定动载荷数据、轴承当量动载荷数据及轴承实际工作寿命数据中的一种或多种;其中,所述基本轴承额定寿命模型,表示如下: 其中,表示基本额定寿命,表示基本额定动载荷,表示轴承当量动载荷,表示不同轴承种类的寿命公式指数;其中,所述构建轴承寿命预测预训练模型,包括以下步骤:基于多层感知机的改进BP神经网络模型构建轴承寿命预测预训练模型,输入层接收轴承额定寿命数据集,输出层输出轴承寿命预测参数,通过激活函数得到非线性结果;构建损失函数,通过损失函数的反向传播对轴承寿命预测预训练模型的模型参数进行评估与调整;构建改进AFSA算法模型,通过改进AFSA算法模型对轴承寿命预测预训练模型进行优化,得到最优模型超参数;其中,所述构建改进AFSA算法模型,包括以下步骤:确定人工鱼群的动态视野和动态步长,表示如下: 当前鱼基于所述动态视野查询食物浓度最高的鱼并确定食物浓度最高鱼所处的位置,所述食物浓度最高鱼所处的位置包含m个与轴承工作相关和寿命相关的数据特征,计算视野内食物浓度最高的鱼对当前鱼的吸引力,表示如下: 其中,表示动态视野,表示动态步长,表示最大动态视野,表示最大动态步长,表示吸引力,表示避免分母为0的正数,表示食物浓度最高的鱼位置,表示食物浓度最高的鱼位置的食物浓度,,表示第个样本的第个数据特征,表示当前鱼位置,表示迭代次数,表示视野调整系数,表示步长调整系数;根据鱼群的平均位置、当前鱼位置和食物浓度最高鱼位置,确定当前鱼的移动方向,表示如下: 其中,表示移动方向,分别表示权重系数,表示鱼群的平均位置,,表示鱼群的数量,表示第条鱼位置;根据所述当前鱼位置、当前鱼的移动方向和当前鱼的动态步长,得到当前鱼移动后位置,表示如下: 其中,表示当前鱼移动后位置;鱼群以预设概率进行随机探索,选择随机方向且每个分量服从均匀分布,根据所述当前鱼位置对当前鱼移动后位置进行更新,得到更新后当前鱼移动后位置,表示如下: 其中,表示更新后当前鱼移动后位置,表示随机方向;其中,所述预设预测轴承实际寿命模型,表示如下: 其中,表示预测轴承实际寿命,及分别表示为轴承寿命预测参数,分别表示相关特征矩阵;其中,所述损失函数,表示如下: 其中,表示轴承额定寿命,表示预测的轴承实际寿命,表示损失函数的参数,W表示当前模型参数集合,表示最佳模型参数集合。
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