太行国家实验室;西北工业大学陈映雪获国家专利权
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龙图腾网获悉太行国家实验室;西北工业大学申请的专利航空发动机轴承剩余使用寿命的预测方法及系统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:CN120951817B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-10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:202511469288.1,技术领域涉及:G06F30/27;该发明授权航空发动机轴承剩余使用寿命的预测方法及系统是由陈映雪;米鑫浩;孔祥兴;缑林峰;李海旺设计研发完成,并于2025-10-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本航空发动机轴承剩余使用寿命的预测方法及系统在说明书摘要公布了:本发明属于航空发动机轴承领域,提供了一种航空发动机轴承剩余使用寿命的预测方法及系统,所述方法包括:通过皮尔逊相关度分析方法对发动机轴承运行过程中采集的原始振动信号处理,并进行特征提取得到常用的轴承RUL预测统计的多个特征序列;对统计的特征序列进行平滑处理、累积变换并计算单调性与趋势性值进行筛选得到筛选后的累积特征序列;将筛选后的累积特征序列输入至基于物理信息的注意力全卷积网络AFCN模型预测寿命比值,通过寿命比值计算剩余使用寿命预测值。本发明通过融合轴承物理退化机理与注意力机制的全卷积网络,提升长时序退化过程中关键特征捕捉能力与预测精度,为航空发动机安全运维提供技术支撑。
本发明授权航空发动机轴承剩余使用寿命的预测方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种航空发动机轴承剩余使用寿命的预测方法,其特征在于,包括: 实时采集航空发动机轴承运行过程中相关信息,所述相关信息包括每个采样周期的原始振动信号,通过皮尔逊相关度分析方法对每个所述原始振动信号处理得到信号数据; 对每个所述信号数据进行特征提取,得到包括幅值域特征、频率域特征和非线性特征的原始特征序列; 对每个所述原始特征序列进行累积变换处理,生成对应的具有单调退化趋势的累积特征序列,其中所述累积变换通过加权累加方式实现,以模拟轴承材料损伤的累积演化过程,其中,累积变换的计算公式为: ; 其中,a为采样周期的索引变量,取值范围为1到n,n表示当前采样周期的序号,J为特征的种类数,N为采样周期数,为第j类特征在第a个采样周期的原始特征值,为在前n个采样周期中的累积变换结果; 计算所有所述累积特征序列的单调性与趋势性值,根据所述单调性与趋势性值筛选出用于训练与测试的特征,形成筛选后的累积特征序列,其中,特征的单调性与趋势性值的计算方法为: ; ; 其中,为符号函数,为第j类特征的累积特征序列,j为特征种类的编号,为使用最小二乘法对进行线性拟合所得到的回归直线的斜率; 将筛选后的累积特征序列输入至训练的AFCN模型中,获取每个采样周期的寿命比值,其中,AFCN模型的构建及训练过程,包括:将筛选后的累积特征序列划分为训练集与测试集,其中,训练集包含完整寿命周期数据,测试集包含非完整寿命周期的退化数据;基于多通道传感器信号特性,引入注意力机制计算不同特征通道之间的注意力分布权重;融合物理信息约束机制,构建包含注意力模块和三个全卷积层的AFCN初始模型,用于提取深层退化特征并输出寿命比值;使用训练集数据对所述AFCN初始模型进行监督训练,以实际寿命比值作为标签,采用基于健康管理的物理信息损失函数更新网络参数,得到训练的AFCN模型; 基于连续多个采样周期的寿命比值,采用滑动窗口最小二乘法进行线性拟合与外推,当外推曲线达到预设的寿命终点阈值时将得到的对应的时间点作为轴承寿命终点,计算轴承寿命终点与当前时刻的时间差,得到剩余使用寿命预测值。
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