1.一种基于TCN和粒子滤波的关键设备剩余寿命预测方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:步骤1、获取关键设备的监测数据值C
步骤2、将步骤1中得到的监测数据C用EMD技术分解成一个残余序列r(t)和两个本征模态函数IMF步骤3、对于经过步骤2分解后得到的残余序列,用TCN网络进行预测,得到残余序列的预测结果;
所述步骤3具体如下:
步骤3.1、在步骤2分解后得到的残余序列r(t)中设定预测起始点T,其中T∈[1,n]且T取整数,并划分训练集和测试集:将T前的r(t)作为训练集,T后的r(t)作为测试集;
步骤3.2、首先建立TCN网络模型并设置模型参数的初始值,设置网络层数为3层,隐层神经元个数为6,TCN网络的最大迭代次数为200次,Dropout率为0.5,学习率为3,扩张因果卷积的卷积核大小为7,采用Adam作为优化器,采用ReLU函数作为激活函数,接着将所述步骤3.1得到的训练集中的数据作为TCN网络的输入,训练该网络,得到最优模型参数;
步骤3.3、使用所述步骤3.2训练好的TCN网络对所述步骤3.1得到的测试集中的数据进行预测,得到残余序列的预测结果r步骤4、对于经过步骤2分解后得到的IMF步骤5、将步骤3和步骤4中得到的预测结果相加融合,从而计算出关键设备的剩余寿命预测结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于TCN和粒子滤波的关键设备剩余寿命预测方法,其特征在于,所述步骤2具体如下:步骤2.1、采用EMD技术将步骤1中获取到的关键设备监测数据C分解为2个本征模态函数IMF步骤2.2、用步骤2.1中分解后得到的本征模态函数IMF
3.根据权利要求2所述的一种基于TCN和粒子滤波的关键设备剩余寿命预测方法,其特征在于,所述步骤4具体如下:步骤4.1、选择双指数函数C
步骤4.2、建立状态空间方程,包括状态转移方程和量测方程,其中状态转移方程为:x
量测方程为:
其中,x
步骤4.3、在步骤2分解后得到的本征模态函数IMF步骤4.4、采用PF算法对测试集中的数据进行预测,得到IMF
4.根据权利要求3所述的一种基于TCN和粒子滤波的关键设备剩余寿命预测方法,其特征在于,所述步骤4.4具体如下:步骤4.4.1、初始化参数,从系统的先验概率密度分布p(x步骤4.4.2、进行重要性采样并更新粒子权值,在k时刻,从系统状态的后验概率密度中采样得到粒子其中,
步骤4.4.3、重采样,判断有效粒子数N步骤4.4.4、进行预测,基于系统的状态方程,预测系统在k+1时刻的状态参数
5.根据权利要求4所述的一种基于TCN和粒子滤波的关键设备剩余寿命预测方法,其特征在于,所述步骤5具体如下:步骤5.1、将步骤3得到的预测结果r
步骤5.2、根据循环使用寿命与剩余使用寿命的关系,通过公式N