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中国工程机械学报2024年第01期:基于优化VMD-GRU的滚动轴承剩余使用寿命预测

来源:期刊VIP网 时间:


作者:郗涛;王锴;王莉静;

单位:天津工业大学机械工程学院;天津城建大学控制与机械工程学院;

摘要:为了提高滚动轴承剩余使用寿命(RUL)的预测精度,提出了一种变分模态分解(VMD)和门控循环神经网络(GRU)融合算法的滚动轴承RUL预测模型VMD-GRU。首先,该模型通过阿基米德优化算法(AOA)优化的VMD算法对原始振动信号进行分解;然后,利用最小包络熵准则选择最佳模态分量进行退化特征提取;再通过核主成分分析进行特征降维;最后,为保证模型准确率,通过鹈鹕优化算法(POA)优化GRU中的超参数,并根据不同故障类型建立GRU剩余寿命预测模型。使用XJTU-SY标准数据集进行剩余寿命预测验证,实验结果表明:与传统未结合故障类型提取退化特征和建立预测模型方法相比,VMD-GRU模型均方根误差和平均绝对误差分别降低了26.28%和27.17%。

关键词:滚动轴承;;剩余寿命预测;;变分模态分解(VMD);;门控循环神经网络(GRU);;阿基米德优化算法(AOA);;鹈鹕优化算法(POA)

基金资助:国家科技重大专项子课题资助项目(2019zx04055-001-014);; 2020年天津市科委企业科技特派员资助项目(20YDTPJC00840)