【摘 要】
：
数控机床是发展新兴技术产业和尖端工业的基础装备,寿命预测是健康管理和维修维护的基础与关键。面向数控机床研究基于运行工况信息的剩余寿命预测方法,最小化机床故障造成的影响和损失,提高机床的使用寿命及可用度。在故障相关性分析基础上考虑故障多步扩散、组件故障概率,基于超图理论计算故障传播扩散系数,构建了数控机床故障传播扩散模型以描述故障传播机理;结合模型拓扑结构属性建立综合故障风险模型,计算路径故障风险以
【基金项目】
：
吉林省科技攻关项目“基于信息传递的数控机床故障根源追踪”（编号:20190302104GX）; 国家科技重大专项“高刚度大功率电主轴可靠性试验测试及增长技术”（编号:2015ZX04005005-03）
论文部分内容阅读
数控机床是发展新兴技术产业和尖端工业的基础装备,寿命预测是健康管理和维修维护的基础与关键。面向数控机床研究基于运行工况信息的剩余寿命预测方法,最小化机床故障造成的影响和损失,提高机床的使用寿命及可用度。在故障相关性分析基础上考虑故障多步扩散、组件故障概率,基于超图理论计算故障传播扩散系数,构建了数控机床故障传播扩散模型以描述故障传播机理;结合模型拓扑结构属性建立综合故障风险模型,计算路径故障风险以识别关键组件;据此进行关键组件运行信息采集及降噪、特征提取及降维等处理;引入威布尔回归模型开展不同运行工况条件下的关键组件剩余寿命预测研究。本文主要研究工作如下:（1）为了弥补现有数控机床故障传播研究中因忽视故障多步扩散引起的故障传播模型缺陷,提出了一种基于超图理论的故障传播扩散建模方法。根据数控机床的历史故障信息,进行数控机床组件间相关性分析;为降低故障传播研究的复杂性,引入模糊聚类分析方法,对组件单元进行模块聚类,进而构建数控机床分层拓扑结构模型;应用Johnson法修正故障数据秩次,建立了考虑故障时间相关性的各组件及整机故障概率模型,引入超图理论综合模型结构属性指标计算传播扩散系数以构建数控机床故障传播扩散模型,描述故障传播扩散机理。（2）为了解决基于故障风险等单一指标识别关键组件造成识别偏差问题,综合组件故障传播机理,提出了一种融合故障传播扩散模型的关键组件识别方法。应用网络理论的中心性测度描述组件单元拓扑结构属性,考虑类内、类间组件单元故障传播影响的差异性,构建了组件单元故障传播影响模型;依据组件单元各故障模式频数比、故障率,采用网络层次分析法（Analytic Network Process,ANP）计算组件单元故障模式影响度、组件单元固有故障风险;融合组件单元故障传播影响度计算组件单元综合故障风险及路径故障风险,识别关键组件单元。（3）为获取数控机床关键组件运行工况信息,根据关键组件单元结构特征,选择组件状态监测数据类型,结合力锤试验确定了最佳监测点,搭建组件状态监测平台,获取组件状态监测数据,并对获得的监测信号进行了消除趋势项、降噪以及特征提取,考虑不同的特征对机床关键组件退化或故障的响应不同,应用主成分分析法（Principal Component Analysis,PCA）对信号特征进行降维,去除相关度较低的特征,为关键组件剩余寿命预测模型的构建提供了输入。（4）为了改善传统剩余寿命预测方法多基于单一工况单独建模,繁琐又耗时等问题,提出了一种基于威布尔回归模型（Weibull Regression Model,WRM）的关键组件剩余寿命预测方法。根据数控机床关键组件状态监测信息,考虑机床的运行工况,以PCA降维后的新特征作为内部协变量,将运行载荷及速度作为外部协变量,建立了一种充分考虑机床运行状态信息的威布尔回归模型,开展机床关键组件剩余寿命预测研究;通过多种模型性能评价方法对所建模型性能进行了评估,验证了所提方法合理性以及考虑外部工况条件对机床关键组件剩余寿命预测的必要性。
其他文献
自由空间光通信（Free Space Optics Communication,FSOC）技术是以激光为信息载体、以大气为传输信道的无线通信方式,具有数据容量大、通信速率高、保密性好、网络架设灵活且无需频带许可等优点。传统FSOC多采用强度调制/直接探测（IM/DD）方式,目前光通信领域的发展方向则是探测灵敏度更高、调制方式灵活、信道选择性好的相干FSOC（Coherent Free Space
射频微系统是采用先进封装技术将射频、光电、数字、能源等功能进行高密度集成的系统,具有小型化和多功能,甚至具有低功耗和低成本等特点,在雷达探测、通信、电子战、侦察等领域有广阔的应用前景。然而,射频微系统的进一步小型化给复杂功能单元集成设计带来了新的挑战,特别是级联射频单元之间失配互扰、芯片间热电耦合、芯片制备工艺波动等效应,导致系统设计存在设计周期长、成品率低等问题。为了能够满足复杂系统快速迭代设计
多旋翼无人机因为可悬停和灵活机动的性能,商用市场增长迅速,在物流配送、服务巡检和突发响应等应用领域将引领未来城市创新。在系统硬件性能提升有限的背景下,轨迹规划成为影响无人机任务执行和效率提升的关键因素。无人机轨迹规划问题具有复杂性、动态性特征,未来复杂城市空间环境对轨迹规划提出了更高要求,传统方法的求解效率已不能满足需求。本文提出基于控制网络的高效轨迹规划方法,克服传统方法在求解效率上的不足,同时
Sturm-Liouville算子和Dirac算子是量子力学中重要的数学模型.非局部Sturm-Liouville算子和Dirac算子出现在弹性力学、生物数学、随机过程及工程学等许多领域.本论文研究非局部微分算子的谱理论及逆问题,给出了几类非局部微分算子的谱特征、迹公式及逆结点问题结果.第一章介绍四类非局部Sturm-Liouville算子和Dirac算子的物理背景,综述非局部微分算子的研究现状,
肝纤维化主要特征是慢性肝损伤后细胞外基质过度堆积。进展性纤维化的特征是分泌α-SMA的门静脉周围和窦周肌成纤维细胞聚集。持续的炎症通常导致大量的纤维化,最终导致肝硬化,伴随着肝血管的结构扭曲,并为肝脏失代偿、原发性肝癌和死亡奠定基础。肝损伤后,肝脏中主要的胶原合成细胞-肝星状细胞（hepatic stellate cells,HSCs）被激活,并转化为肌成纤维细胞样细胞,增殖速度更快,显示出更强的
富锂锰基氧化物正极材料（1-x）Li2Mn O3·x Li MO2具有高容量(>250 m Ah g-1),被认为是有前景的锂离子电池正极材料。然而,富锂锰基正极材料存在本征电导率低、晶格氧的不可逆逸失以及循环中层状相向尖晶石相的转变,导致其倍率性能差、首次库伦效率低、容量及电压衰减快,限制了其实际应用。基于此,本文以富锂锰基正极材料Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2为研究对象,采
洪涝灾害危险性大、破坏力强,还会造成巨大的经济社会损失,因此针对洪涝灾害的防灾减灾具有重要的社会意义。GIS（Geographic Information System）和RS（Remote Sensing）技术成为洪涝灾害监测与预报的主要手段。合成孔径雷达由于全天时全天候、不受云雨影响的特点,成为洪涝监测的首选数据,光学影像由于波段信息丰富可以实现高精度地物目标识别。然而,当前基于Sentine
随着光学精密制造及检测技术的发展与提高,环形拼接非球面、自由曲面等系列复杂面型在空间遥感、红外侦查、头戴显示、超薄投影和手机摄像等成像光学系统设计中的使用逐步成为现实。复杂面型因具有更多的设计自由度和较强的像差校正能力,使光学系统可以兼具紧凑化、大视场、小F数和高像质等优势。然而,与平面、球面以及二次曲面等常规面型相比,复杂面型的优化设计缺乏理论支撑与方法指导,主要体现在光学系统初始结构的求解困难
半导体材料的荧光特性是众多功能器件的基础,这些器件包括背光型发光二极管、闪烁体基电离辐射探测器、激光器等。它们在众多重大的军事和民用领域都有极其重要的应用,尤其是光学成像、图像显示、光通讯、环境监控、生物传感等。随着商业成熟的半导体材料进入技术瓶颈期,开发储量丰富、制备简易、性能优异的新型半导体材料并探索其荧光特性应用成为近些年来一个热门的研究方向。自从Miyasaka等人在2006年和2009年