[發明專利]一種復雜機電系統符號化質量特性灰色預測方法

在審

• 申請號: 201610009819.3
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105678078A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 米金華;李彥鋒;郭駿宇;張小玲;許煥衛;張偉;黃洪鐘
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 周永宏;王偉

1.一種復雜機電系統符號化質量特性灰色預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、根據復雜機電系統服役實際環境工況、系統功能、性能以及系統組成，綜合分析 系統故障模式和系統質量的影響因素，確定并抽象出系統的關鍵質量特性；

S2、根據步驟S1中系統的關鍵質量特性，調研和實時監測收集相關數據，提取系統關 鍵質量特性時間序列數據；

S3、選取符號劃分規則處理步驟S2中得到的系統關鍵質量特性時間序列數據，得到相 應的質量特性符號化序列，并對系統的關鍵質量特性進行初步預測；

S4、應用GM(1,1)一階灰色模型對質量特性符號化序列進行預測建模，建立微分方程模 型求出擬合曲線，最終實現系統的關鍵質量特性預測。

2.根據權利要求1所述的復雜機電系統符號化質量特性灰色預測方法，其特征在于， 所述步驟S1中關鍵質量特性為平均可用度。

3.根據權利要求1所述的復雜機電系統符號化質量特性灰色預測方法，其特征在于， 所述步驟S3具體包括以下分步驟：

S31、選取符號劃分規則，將步驟S2中得到的系統關鍵質量特性時間序列數據作為原 始時間序列并劃分為若干離散區域，當原始時間序列中的某個數據屬于某區域時，用代表 此區域的符號表示該數據，從而將原始時間序列轉換為新的質量特性符號化序列；

S32、研究質量特性符號化序列的波動特性，計算表征質量特性符號化序列波動大小的 Shannon熵，確定最佳的字長L；

S33、繪制質量特性符號化序列的頻率統計直方圖，從而反映各字長為L的編碼序列的 概率分布情況，通過頻率統計直方圖可以看出各種符號模式的相對重要度，最終確定質量 特性符號化序列的主要變化模式；

S34、根據步驟S33中質量特性符號化序列的頻率統計直方圖和主要變化模式，運用全 概率公式對系統的關鍵質量特性進行初步預測。

4.根據權利要求3所述的復雜機電系統符號化質量特性灰色預測方法，其特征在于， 所述步驟S31中的符號劃分規則選取為等概率符號化方法。

5.根據權利要求1所述的復雜機電系統符號化質量特性灰色預測方法，其特征在于， 所述步驟S4具體包括以下分步驟：

S41、將步驟S3中得到的質量特性符號化序列記為S₀；

S42、對序列S₀中的所有元素進行一次累加生成操作，得到新的序列S₁；

S43、由序列S₁生成緊鄰序列S₂；

S44、建立GM(1,1)一階灰色模型，應用最小二乘法對GM(1,1)一階灰色模型中的參數 進行估計；

S45、形成GM(1,1)一階灰色模型的白化方程和基本型方程，并分別得到其時間響應函 數，求得序列S₁中元素的模擬值；根據序列S₁與序列S₀中元素間的關系，求出序列S₀中 元素的模擬值；

S46、對序列S₀和S₁中元素的模擬值進行誤差檢驗，計算殘差和相對誤差，驗證方法 的可行性和結果的正確性。