基于含工况影响维纳过程模型的剩余寿命预测方法

顾昊言; 李勇; 狄广强; 周心洁; 温建锋

doi:10.14135/j.cnki.1006-3080.20241211001

华东理工大学学报（自然科学版） ›› 2025, Vol. 51 ›› Issue (05) : 722 -730. DOI: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20241211001

基于含工况影响维纳过程模型的剩余寿命预测方法

顾昊言, 李勇, 狄广强, 周心洁, 温建锋

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摘要

机械设备运行工况的变化不仅更容易诱发零部件性能退化，还会影响退化过程的稳定性，为零部件的剩余寿命预测带来了挑战。针对工况因素对机械设备退化的影响，本文提出一种含工况影响的维纳过程模型，通过引入幂律形式的工况相关项捕捉退化过程与工况之间的关系，并采用单元极大似然估计算法估计模型参数；然后，采用卡尔曼-粒子滤波算法更新单元可变参数；根据构建的模型，推导剩余寿命概率密度函数的解析表达式。最后，利用合金和轴承退化数据集进行实验验证。结果表明，所提出模型在两种数据集中的赤池信息准则为-185.64和-537.76，优于传统模型；所提出预测方法在两种数据集中的平均累积相对精度为0.93和0.86，平均总体均方误差为25.74和28.34，均优于基于粒子滤波和基于贝叶斯原理的预测方法。