考虑时变相关性的多退化特征设备剩余寿命预测

摘要

针对多退化特征设备剩余寿命预测中现有方法采用静态相关性模型，对相关性时变形式做潜在假定导致模型在复杂工况下适应性不足的问题，提出一种基于时变Copula函数的多退化特征设备剩余寿命预测方法。基于非线性维纳过程建立各自退化特征模型，利用时变Copula函数构建多个特征退化模型间的时变相关性；通过贝叶斯马尔可夫链蒙特卡罗梅特罗波利斯-黑斯廷斯算法与极大似然估计算法，实现非线性维纳过程模型和时变Copula函数的参数辨识；依据赤池信息量准则优选时变Copula函数形式，结合边缘分布推导设备预测的剩余寿命联合分布。通过数值仿真数据和高炉炉壁的实际数据进行验证，结果表明：所提方法得到的剩余寿命平均均方误差相比3个退化特征独立情况降低了8.62%,比静态Copula函数降低了5.57%,比动态贝叶斯网络减少了17.85%;所提方法能够有效表征多退化特征的时变退化相关性对于剩余寿命预测的影响。该方法可为多退化特征设备剩余寿命预测提供一种有效解决方案。

关键词

剩余寿命预测 / 退化特征 / 时变相关性 / 时变Copula函数

基金资助

国家自然科学基金资助项目(62373368,62373369)