[發明專利]一種不確定退化測量數據下的設備剩余壽命預測方法

有效

• 申請號: 201310409735.5
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103488881A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 胡昌華;司小勝;何華鋒;周濤;張建勛;張琪
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第二炮兵工程大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種不確定退化測量數據下的設備剩余壽命預測方法，其特征在于：對于潛在性能退化過程用帶漂移的維納模型近似地描述，不確定測量的影響在性能退化狀態的基礎上通過引入加性噪聲的方式考慮；利用濾波技術，實現潛在退化狀態的實時估計；在退化狀態估計的基礎上，實現退化狀態不確定性和測量不確定性的剩余壽命預測，提高剩余壽命預測的準確性；包括以下步驟：?

步驟1：建立不確定退化測量數據下的設備性能退化模型：?

步驟2：估計模型參數：?

步驟3：估計設備潛在性能退化狀態：?

步驟4：預測剩余壽命。?

2.根據權利要求1所述的一種不確定退化測量數據下的設備剩余壽命預測方法，其特征在于：步驟1中所述的“建立不確定退化測量數據下的設備性能退化模型”的具體步驟如下：?

步驟1.1：潛在性能退化過程，將性能退化過程{X(t)，t≥0}選取為基于維納過程的性能退化模型：?

X(t)=X(0)+θt+σB(t)?????????(1)?

其中，θ是漂移系數，σ(σ>0)是擴散系數；{B(t)，t≥0}是標準布朗運動，且有σB(t)□N(0，σ²t)，用來刻畫退化過程的隨機動態及退化過程隨時間變化的不確定性.令X(0)=x₀表示初始退化狀態.不失一般性，令x₀=0；?

步驟1.2：不確定測量數據，令{Y(t)，t≥0}表示對應的測量過程，通過測量過程建立潛在的退化狀態與不確定測量數據之間的關系。采用以下退化領域最常用的測量模型，即t時刻的潛在退化狀態與測量之間的關系為：?

Y(t)=X(t)+ε??????????(2)?

其中，ε是隨機測量誤差，假設在任一時刻t測量誤差是獨立同分布的，且有ε□N(0，γ²).進一步假設ε與B(t)是相互獨立的；?

步驟1.3：基于以上的模型描述，一旦隨機退化過程{X(t)，t≥0}首次達到預先給定的失?效閾值ω，則認為設備失效，根據首達時間的概念，設備的壽命T可以定義為?

T=inf{t：X(t)≥ω|X(0)<ω}，???????(3)?

其中，ω為預先給定的失效閾值；?

步驟1.4：在以上的框架下，基于實時測量的退化數據實現對服役設備剩余壽命的預測，并在新的退化測量數據獲取后可以實現剩余壽命分布的更新；假設獲取退化測量數據的離散監測時間點為0=t₀<t₁<…<t_k，令y_k=Y(t_k)表示t_k時刻的退化測量.因此，到時刻t_k的所有退化測量數據的集合可以表示為Y_1：k={y₁，y₂，...，y_k}，對應的退化狀態的集合為X_1：k={x₁，x₂，...，x_k}，其中x_k=X(t_k).由式(2)，進一步可以將t_k時刻的測量方程描述為y_k=x_k+ε_k，其中ε_k是ε的獨立同分布實現。?