[發(fā)明專利]基于貝葉斯原理的復(fù)雜試驗(yàn)不確定度評定方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710288049.5
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN107122547A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁曉紅;王海華;朱大業(yè);王神龍;余慧杰;徐峰
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué);延鋒安道拓座椅有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 吳寶根

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機(jī)械工程試驗(yàn)，特別涉及一種基于貝葉斯原理的復(fù)雜試驗(yàn)不確定度評定方法。

背景技術(shù)

隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，人們對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，因此很多產(chǎn)品均需進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)來檢驗(yàn)產(chǎn)品的合格性和可靠性。而這些試驗(yàn)很多都是復(fù)雜試驗(yàn)，復(fù)雜試驗(yàn)的一般特征是試驗(yàn)結(jié)果的影響因素眾多，各因素的微小變動(dòng)都將造成試驗(yàn)結(jié)果的不確定性，若試驗(yàn)結(jié)果的不確定性沒有明確的度量標(biāo)準(zhǔn)，將使試驗(yàn)結(jié)果的可信度降低。因此，需要研究針對復(fù)雜試驗(yàn)結(jié)果不確定度分析方法，以提高試驗(yàn)結(jié)果的可信度。

目前常用的不確定度評定方法是由《測量不確定度指南》(GUM)提出的A類和B類評定。但是當(dāng)測量模型是復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，且樣本數(shù)不多時(shí)，采用GUM方法對測量不確定度進(jìn)行評價(jià)將導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確。而基于貝葉斯原理的不確定度評價(jià)方法能夠充分利用現(xiàn)有信息、樣本信息、經(jīng)驗(yàn)信息等，將統(tǒng)計(jì)推斷建立在實(shí)驗(yàn)分布的基礎(chǔ)上，特別適用于小樣本試驗(yàn)不確定度的評定。因此針對復(fù)雜非線性系統(tǒng)試驗(yàn)測量不確定度的評定，采用基于貝葉斯原理的試驗(yàn)測量不確定度評價(jià)將得到更加合理的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對對于要依賴復(fù)雜試驗(yàn)來驗(yàn)證產(chǎn)品品質(zhì)的復(fù)雜試驗(yàn)的可靠性的問題，提出了一種基于貝葉斯原理的復(fù)雜試驗(yàn)不確定度評定方法，在復(fù)雜試驗(yàn)給出試驗(yàn)結(jié)果的同時(shí)，能夠給出其試驗(yàn)不確定度，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評價(jià)，從而制定實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于貝葉斯原理的復(fù)雜試驗(yàn)不確定度評定方法，具體包括如下步驟：

1)、確定復(fù)雜試驗(yàn)被測量Y，以及主要影響因素X＝[x₁,x₂,...,x_n]；

2)、獲得復(fù)雜試驗(yàn)影響因素x_i的概率密度分布函數(shù)gx_i(ξ_i)，ξ_i為影響因素的測量值；

3)、采用拉丁超立方抽樣方法根據(jù)影響因素的概率密度函數(shù)gx_i(ξ_i)進(jìn)行試驗(yàn)抽樣，得到影響因素的試驗(yàn)設(shè)計(jì)表D_n，根據(jù)設(shè)計(jì)表的參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，得到各輸入?yún)?shù)下復(fù)雜試驗(yàn)的結(jié)果Y_i；

4)、基于貝葉斯原理對復(fù)雜試驗(yàn)的不確定度進(jìn)行評價(jià)：

4.1)以步驟3)試驗(yàn)結(jié)果Y_i的部分?jǐn)?shù)據(jù)作為先驗(yàn)樣本，另一部分作為當(dāng)前測量樣本；

4.2)計(jì)算先驗(yàn)樣本的均值μ₀和均值的標(biāo)準(zhǔn)差τ，以及當(dāng)前測量樣本的均值和標(biāo)準(zhǔn)差s；

4.3)利用所示公式計(jì)算被測量真值的估計(jì)

其中n為當(dāng)前測量樣本總數(shù)；

4.4)利用所示公式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不確定度σ

4.5)由得到的被測量真值的估計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)不確定度σ計(jì)算對應(yīng)包含概率p的包含區(qū)間[y_low,y_high]，其中y_low和y_high計(jì)算分別為區(qū)間中最小值與最大值；

5)、輸出步驟4.4)和4.5)結(jié)果作為不確定度評定。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明基于貝葉斯原理的復(fù)雜試驗(yàn)不確定度評定方法，在復(fù)雜試驗(yàn)給出試驗(yàn)結(jié)果的同時(shí)，能夠給出其試驗(yàn)不確定度，根據(jù)此對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評價(jià)，從而制定實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案。提高產(chǎn)品檢驗(yàn)水平的同時(shí)保證品質(zhì)要求高產(chǎn)品的質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于貝葉斯原理的復(fù)雜試驗(yàn)不確定度評定方法流程圖；

圖2為本發(fā)明鞭打試驗(yàn)主要影響因素示意圖；

圖3為本發(fā)明H點(diǎn)X軸坐標(biāo)概率密度分布函數(shù)圖；

圖4為本發(fā)明H點(diǎn)Z軸坐標(biāo)概率密度分布函數(shù)圖；

圖5為本發(fā)明頭后間隙BS概率密度分布函數(shù)圖；

圖6為本發(fā)明座椅靠背角BA概率密度分布函數(shù)圖；

圖7為本發(fā)明F1的分布概率密度函數(shù)圖；

圖8為本發(fā)明F2的分布概率密度函數(shù)圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示基于貝葉斯原理的復(fù)雜試驗(yàn)不確定度評定方法流程圖，具體方案如下：

1、確定復(fù)雜試驗(yàn)被測量Y，以及主要影響因素X＝[x₁,x₂,...,x_n]。