基于改进退化隐马尔可夫模型的设备健康诊断与寿命预测研究
Equipment health diagnostics and prognostics method based on improved degenerated HMM
上海理工大学 管理学院, 上海 200093
摘要
针对隐马尔可夫模型在进行设备健康诊断时与实际存在较大偏差的问题，提出了一种以似幂关系加速退化为核心的改进退化隐马尔可夫模型（DGHMM）。首先，引入退化因子描述设备衰退过程，提出的似幂关系加速退化较常规指数式加速退化而言，能更好地描述设备服役期间随着役龄增加性能的逐步下降。其次，以全局搜索能力相对较强的改进遗传算法代替常规EM算法进行参数估计，克服了EM算法易陷入局部最优的局限性。同时，针对隐马尔可夫模型时间上须服从指数分布而不能直接用于寿命预测的局限性问题，提出了一种以近似算法与Viterbi算法为基础的贪婪近似法，以寻求最大概率剩余观测为目的，动态地寻求最大概率剩余状态路径，对设备剩余寿命进行预测。最后，通过美国卡特彼勒公司液压泵数据集对所提出的方法进行验证评价。结果表明，基于改进退化隐马尔可夫模型的设备健康诊断与寿命预测方法在描绘设备退化、设备状态诊断准确率方面更加有效，在剩余寿命预测上亦为可行。
基金项目
国家自然科学基金资助项目(71632008,71840003)
上海市自然科学基金资助项目(19ZR1435600)
国家教育部人文社会科学研究规划基金资助项目(20YJAZH068)
出版信息
DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2020.02.0067
出版期卷: 《计算机应用研究》 印刷出版, 2021年第38卷 第3期
所属栏目: 系统应用开发
出版页码: 805-810
文章编号: 1001-3695(2021)03-032-0805-06
发布历史
[2021-03-05] 印刷出版
引用本文
刘文溢, 刘勤明, 叶春明, 等. 基于改进退化隐马尔可夫模型的设备健康诊断与寿命预测研究 [J]. 计算机应用研究, 2021, 38 (3): 805-810. (Liu Wenyi, Liu Qinming, Ye Chunming, et al. Equipment health diagnostics and prognostics method based on improved degenerated HMM [J]. Application Research of Computers, 2021, 38 (3): 805-810. )
关于期刊
- 计算机应用研究 月刊
- Application Research of Computers
-
刊号
ISSN 1001-3695
CN 51-1196/TP
《计算机应用研究》创刊于1984年，是由四川省科技厅所属四川省计算机研究院主办的计算技术类学术刊物。
《计算机应用研究》瞄准本学科领域迫切需要的前沿技术，及时反映国内外计算机应用研究的主流技术、热点技术及最新发展趋势。主要刊载内容包括本学科领域高水平的学术论文、本学科最新科研成果和重大应用成果。栏目内容涉及计算机学科新理论、计算机基础理论、算法理论研究、算法设计与分析、区块链技术、系统软件与软件工程技术、模式识别与人工智能、体系结构、先进计算、并行处理、数据库技术、计算机网络与通信技术、信息安全技术、计算机图像图形学及其最新热点应用技术。
《计算机应用研究》拥有众多高层次读者、作者，读者对象主要为从事计算机学科领域高、中级研究人员及工程技术人员，各高等院校计算机专业及相关专业的师生。多年来《计算机应用研究》的总被引频次及Web下载率一直名列本学科同类学术刊物前茅，所刊发的学术论文以其新颖性、学术性、前瞻性、导向性、实用性而备受广大读者的喜爱。
收录和评价
- 第二届国家期刊奖百种重点期刊
- 中国期刊方阵双效期刊
- 全国中文核心期刊（北大2023年版）
- 中国科技核心期刊
- 中国科学引文数据库(CSCD)来源期刊
- RCCSE中国核心学术期刊
- 中国计算机学会会刊
- 2020—2022年科技期刊世界影响力指数(WJCI)报告收录期刊
- 中国科技期刊精品数据库全文来源期刊
- 中国学术期刊综合评价数据库来源期刊
- 《中国期刊网》《中国学术期刊(光盘版)》来源期刊
- 2017—2019年中国国际影响力优秀学术期刊(自然科学与工程技术)
- 中国精品科技期刊顶尖学术论文(F5000)项目来源期刊
- 《中国工程技术电子信息网》《电子科技文献数据库》来源期刊
- 英国《科学文摘》(INSPEC)来源期刊
- 《日本科学技术振兴机构数据库》(JST)来源期刊
- 俄罗斯《文摘杂志》(AJ, VINITI)来源期刊
- 美国《艾博思科学术数据库》(EBSCO)全文来源期刊
- 美国《剑桥科学文摘(自然科学)》(CSA(NS))核心期刊
- 波兰《哥白尼索引》(IC)来源期刊
- 美国《乌利希期刊指南(网络版)》(Ulrichsweb)收录期刊
