西安理工大学;中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司余向阳获国家专利权
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龙图腾网获悉西安理工大学;中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司申请的专利基于Koopman空间变换与马氏距离的风机健康评价方法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:CN120100656B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-18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:202510577811.6,技术领域涉及:F03D17/00;该发明授权基于Koopman空间变换与马氏距离的风机健康评价方法是由余向阳;刘仲尧;高春阳;蔡庆森;崔昱捷设计研发完成,并于2025-05-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于Koopman空间变换与马氏距离的风机健康评价方法在说明书摘要公布了:本发明公开的基于Koopman空间变换与马氏距离的风机健康评价方法,首先采集系统的低频信号与高频振动信号,对数据进行预处理后利用扩展动态模式分解构建二阶多项式基函数,求解Koopman算子实现非线性系统全局线性化;通过特征值分解筛选衰减率低且匹配齿轮磨损、轴承故障特征频率的关键模态;将实时数据投影至模态空间,计算其与正常状态分布的标准化马氏距离,结合历史数据构建健康指数模型,实现健康度量化及分级预警。本发明将Koopman理论与统计距离结合,解决了非线性风机系统的高维建模难题,实现了故障严重度与寿命损耗的精准映射,适用于齿轮箱、轴承等关键部件的健康管理,并扩展至水泵、压缩机等旋转机械领域。
本发明授权基于Koopman空间变换与马氏距离的风机健康评价方法在权利要求书中公布了:1.基于Koopman空间变换与马氏距离的风机健康评价方法,其特征在于,具体步骤如下: 步骤1:采集风机的多源运行数据,包括基于数据采集与监视控制系统SCADA的低频信号和基于内容管理系统CMS的高频振动信号; 步骤2:对所述多源运行数据进行降噪处理、缺失值插补和时间对齐,生成规范数据集;具体如下: 对高频振动信号基于小波阈值去噪;利用线性插值法对低频信号进行缺失值插补;将高频振动数据采用滑动窗口均值法进行时间对齐; 步骤2针对高频振动信号中的高频噪声与故障冲击,采用小波阈值去噪,具体如下: 先将高频振动信号分解为低频近似系数与高频细节系数: 其中,低频近似系数代表设备运行趋势,高频细节系数代表噪声或故障脉冲; 再对进行软阈值处理: 其中,阈值噪声标准差;Q是信号长度;是小波变换分解中最高层的细节系数; 对采用低通滤波、下采样得到低频近似; 再将高频振动信号进行重构: ; 步骤3:通过Koopman空间变换将步骤2的规范数据集进行线性化表示;利用EDMD拓展模块分解,近似求解K算子; 步骤4:在Koopman空间中提取表征系统动态的特征模态,计算故障状态数据与规范数据集的马氏距离; 步骤5:基于所述马氏距离与历史健康数据的关联关系,建立风机健康评价模型,量化设备健康状态。
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