1.一种基于CV和BHSMM模型的滚动轴承剩余寿命预测方法,其特征是包括:步骤1)采集滚动轴承在无故障和不同故障工况下不同故障程度的振动信号,获得振动信号的列向量,根据所述的列向量得到逻辑回归函数CV,将所有的CV值作为一组观测列向量OT应用于标准的隐半马尔可夫模型λ=(π,A,B,D),B是状态转移概率分布矩阵,B是观测值概率分布矩阵,π是初始时刻状态概率、N是隐藏状态数、M是观测的状态数、D是状态驻留时间概率分布;
步骤2):分别计算出每个观测列向量OT的前向概率为αt(j,d)、条件概率P(O|λm)、后向概率βt(i,d),持续了时间d后转移到状态sj的转移概率为ξt(i,j,d)、第t个值处于状态si的概率γt(i,d)、在状态si持续了时间d后的概率为φt(i,d);
步骤3):根据高斯分布对所述的观测值概率分布矩阵B中的观测概率值bi(ot|ot‑1)优化,得出具有自相关性的观测概率bi(ot|ot‑1)以及相应的具有自相关性的αt(j,d)、βt(i,d)、ξt(i,j,d)、γ t(i,d)、φt(i,d);当t=1时,得到改进后的初始时刻状态概率步骤4):采用贝塔分布对状态驻留时间d优化,由优化的状态驻留时间d得到改进后的状态驻留时间概率分布 根据优化后的自相关性的ξt(i,j,d)、γt(i,d),计算出所述的状态转移概率分布矩阵A中的改进后的状态转移概率 和观测概率重估值 得到BHSMM模型
步骤5):对BHSMM模型设计分类器,根据优化后具有自相关性的φt(i,d),得到条件概率P(O|λm)最大的分类器,计算出相应的驻留时间Di,根据驻留时间Di得到剩余寿命。
2.根据权利要求1所述的基于CV和BHSMM模型的滚动轴承剩余寿命预测方法,其特征是:所述的逻辑回归函数 cvi=1表示事件发生,cvi=0表示事件未发生,Pi(cvi=1|xi)表示观测量相对于第i个事件发生的概率,xi为k维列向量中第i个数值,β0为回归截距,βk为回归系数。
3.根据权利要求2所述的基于CV和BHSMM模型的滚动轴承剩余寿命预测方法,其特征是:分别将无故障下和一种故障下的振动信号的列向量组作为k维列向量,无故障下的CV=
0.9,故障下的CV=0.1,用极大似然估计法得到回归截距β0以及回归系数βk。
4.根据权利要求3所述的基于CV和BHSMM模型的滚动轴承剩余寿命预测方法,其特征是:前向概率为:αt‑d(i)表示t‑
d下隐藏状态的前向概率,αij(d)表示其对应的状态转移概率;条件概率后向概率βt(i,d)
βt+d(j)表示t+d下的隐
藏状态的后向概率;
5.根据权利要求4所述的基于CV和BHSMM模型的滚动轴承剩余寿命预测方法,其特征是:观测值ot在状态si下的条件概率分布均值 为在状态si下一阶观测过程的系数,qt为隐藏状态集对应的状态序列中的第t个值;
具有自相关性的观测概率
是高斯分布方差。
6.根据权利要求5所述的基于CV和BHSMM模型的滚动轴承剩余寿命预测方法,其特征是:状态驻留时间d的Beta分布的概率密度函数 通过概率密度函数得到状态驻留时间d的概率分布值。
7.根据权利要求6所述的基于CV和BHSMM模型的滚动轴承剩余寿命预测方法,其特征是:改进后的状态转移概率 观测系数 和方差 为:
8.根据权利要求7所述的基于CV和BHSMM模型的滚动轴承剩余寿命预测方法,其特征是:驻留时间的均值和方差 方差 驻留时间 T为预设寿命周期。
9.根据权利要求8所述的基于CV和BHSMM模型的滚动轴承剩余寿命预测方法,其特征是:剩余寿命RULi=ai,i(Di+RUIi+1)+ai,i+1RULi+1,ai,i表示状态si时的自定义权重系数。
10.根据权利要求9所述的基于CV和BHSMM模型的滚动轴承剩余寿命预测方法,其特征是:当i=N,持续留时间为Dn,则剩余寿命RULN=aN,NDN。