基于数字孪生技术的传输机润滑策略控制方法及装置与流程

本发明涉及传输机，尤其涉及一种基于数字孪生技术的传输机润滑策略控制方法及装置。

背景技术：

1、煤矿带式传输机是煤矿生产常见设备类型，与其他机车类运输设备相比，运量大，能够连续输送，而且安全可靠，非常适合高产煤矿。

2、煤矿传输机滚筒的传动轴承是煤矿传输机的核心部件。现有的煤矿传输机滚筒的传动轴承通常是采用人工使用油枪定期润滑方式进行润滑，一般是一个月执行润滑一次，在润滑过程中由工人根据经验控制润滑油的使用量。然而，根据经验控制润滑油的使用量润滑效果不稳定，给油过多会导致环境污染油脂浪费，给油过少会导致传输机轴承的磨损，降低传输机的使用寿命。

技术实现思路

1、为确定润滑策略，监控传输机润滑状态，本发明提出了一种基于数字孪生技术的传输机润滑策略控制方法及装置。

2、第一方面，本发明提供了一种基于数字孪生技术的传输机润滑策略控制方法，该方法包括：

3、获取传输机参数、当前润滑策略；

4、根据传输机参数和当前润滑策略，通过预构建的状态预测模型和预构建的数字孪生模型，预测当前润滑策略下的传输机运行状态参数，数字孪生模型是基于传输机的物理模型和机理模型构建的，机理模型用于模拟传输机传送轴承运行中的热交换过程；

5、将传输机运行状态参数输入预构建的故障预测模型，得到传输机的故障状态的预测结果；

6、当预测结果为存在故障时，将传输机参数、传输机运行状态参数输入预构建的润滑策略模型，对当前润滑策略进行优化，得到优化润滑策略；

7、根据优化润滑策略，控制传输机。

8、考虑到传输机传送轴承运行过程中，会出现由摩擦带来的热量扩散现象进而导致传输机传送轴承温度升高，而传输机传送轴承温度过高时会导致故障情况发生，因此，本发明提出的基于数字孪生技术的传输机润滑策略控制方法中，通过数字孪生模型模拟传输机传送轴承运行中的热交换过程，结合数字孪生模型和状态预测模型共同对传输机运行状态参数进行预测，进一步的，利用故障预测模型对传输机运行状态参数进行监控，预测传输机的故障情况，当预测到传输机存在故障时，利用润滑策略模型对当前润滑策略进行优化，得到优化润滑策略，避免人工经验控制润滑策略的效果不稳定，延长传输机的使用寿命。

9、可选地，传输机运行状态参数包括传输机温度，根据传输机参数和当前润滑策略，通过预构建的状态预测模型和预构建的数字孪生模型，预测当前润滑策略下的传输机运行状态参数，包括：

10、根据传输机参数和当前润滑策略，通过状态预测模型，预测当前润滑策略下的第一传输机温度；

11、根据传输机参数和当前润滑策略，通过机理模型，预测当前润滑策略下的第二传输机温度；

12、将第一传输机温度和第二传输机温度加权求和，得到当前润滑策略下的传输机温度，第一传输机温度的权重与第二传输机温度的权重根据状态预测模型的使用时间确定。

13、可选地，机理模型包括轴承机械空隙模型和热交换模型，根据传输机参数和当前润滑策略，通过机理模型，预测当前润滑策略下的第二传输机温度，包括：

14、根据传输机参数、当前润滑策略和轴承机械空隙模型，确定传输机的机械空隙；

15、根据机械空隙和热交换模型，确定当前润滑策略下的第二传输机温度。

16、可选地，物理模型构建方式如下：

17、对传输机进行三维扫描建模，生成传输机的模型结构；

18、对传输机的模型结构进行材质设计和帧动画效果设计，得到物理模型。

19、可选地，润滑策略模型构建方式如下：

20、获取训练集，训练集中包括多组数据，每组数据中包括历史传输机参数、历史传输机运行状态参数和对应的历史故障状态；

21、将历史传输机参数、历史传输机运行状态参数和对应的历史故障状态输入至润滑策略模型，得到润滑策略；

22、将历史传输机参数、润滑策略和历史传输机运行状态参数输入至故障预测模型，得到润滑策略对应的故障状态的预测结果；

23、根据润滑策略对应的故障状态的预测结果，确定润滑策略对应的奖励值；

24、根据润滑策略对应的奖励值，训练润滑策略模型，返回将历史传输机参数、历史传输机运行状态参数和对应的历史故障状态输入至润滑策略模型，得到润滑策略的步骤，直到满足预设条件，得到训练后的润滑策略模型，训练后的润滑策略模型用于对当前润滑策略进行优化。

25、可选地，获取训练集，包括：

26、获取初始数据集，初始数据集中包括多组数据，每组数据中包括历史传输机参数、历史传输机运行状态参数和对应的历史故障状态；

27、对初始数据集中的历史传输机运行状态参数进行聚类，得到至少一个聚类簇，聚类簇中包括多种类型的传输机运行状态参数；

28、若历史传输机运行状态参数中存在缺失数据，

29、确定缺失数据所属的聚类簇；

30、根据缺失数据所属聚类簇中，与缺失数据属于同一组数据的其余历史传输机运行参数，计算缺失数据的值；

31、根据初始数据集和缺失数据的值，形成训练集。

32、可选地，获取训练集，包括：

33、获取初始数据集，初始数据集中包括多组数据，每组数据中包括历史传输机参数、历史传输机运行状态参数和对应的历史故障状态；

34、根据各组数据中的历史传输机运行状态参数和对应的历史故障状态，计算各组数据之间的相关度，在相关度大于预设值的各组数据中，只保留其中一组数据，得到去除冗余后的初始数据集；

35、根据去除冗余后的初始数据集，形成训练集。

36、第二方面，本发明还提供了一种基于数字孪生技术的传输机润滑策略控制装置，该装置包括：

37、获取模块，用于获取传输机参数、当前润滑策略；

38、第一预测模块，用于根据传输机参数和当前润滑策略，通过预构建的状态预测模型和预构建的数字孪生模型，预测当前润滑策略下的传输机运行状态参数，数字孪生模型是基于传输机的物理模型和机理模型构建的，机理模型用于模拟传输机传送轴承运行中的热交换过程；

39、第二预测模块，用于将传输机运行状态参数输入预构建的故障预测模型，得到传输机的故障状态的预测结果；

40、优化模块，用于当预测结果为存在故障时，将传输机参数、传输机运行状态参数输入预构建的润滑策略模型，对当前润滑策略进行优化，得到优化润滑策略；

41、控制模块，用于根据优化润滑策略，控制传输机。

42、考虑到传输机传送轴承运行过程中，会出现由摩擦带来的热量扩散现象进而导致传输机传送轴承温度升高，而传输机传送轴承温度过高时会导致故障情况发生，因此，本发明提出的基于数字孪生技术的传输机润滑策略控制装置中，通过数字孪生模型模拟传输机传送轴承运行中的热交换过程，结合数字孪生模型和状态预测模型共同对传输机运行状态参数进行预测，进一步的，利用故障预测模型对传输机运行状态参数进行监控，预测传输机的故障情况，当预测到传输机存在故障时，利用润滑策略模型对当前润滑策略进行优化，得到优化润滑策略，避免人工经验控制润滑策略的效果不稳定，延长传输机的使用寿命。

43、第三方面，本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行第一方面的基于数字孪生技术的传输机润滑策略控制方法的步骤。

44、第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现第一方面的基于数字孪生技术的传输机润滑策略控制方法的步骤。