[發(fā)明專利]一種基于支持向量基的發(fā)電機(jī)壽命預(yù)測算法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711243624.6
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107992680A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周瑩瑩;董世良;劉海港;聶學(xué)偉;張波
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京航信高科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11526
• 代理人: 高原

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空發(fā)電機(jī)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于支持向量基的發(fā)電機(jī)壽命預(yù)測算法。

背景技術(shù)

發(fā)電機(jī)作為飛機(jī)上的重要機(jī)載設(shè)備之一，對其健康狀況進(jìn)行實(shí)時預(yù)測分析并及時發(fā)現(xiàn)可能存在的故障隱患，對于確保飛機(jī)的安全飛行有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義與經(jīng)濟(jì)價值。

現(xiàn)今發(fā)電機(jī)生產(chǎn)單位一般要求飛機(jī)每飛行一定的時間后，必須把發(fā)電機(jī)拆下送到內(nèi)場進(jìn)行翻修，或工作一定時期后，不論實(shí)際性能、狀態(tài)如何，均人為認(rèn)為壽命期限已到，全部更換報(bào)廢，這造成巨大浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的至少一種缺陷，本發(fā)明提供了一種基于支持向量基的發(fā)電機(jī)壽命預(yù)測算法，包括如下步驟：

步驟一，將發(fā)電機(jī)壽命預(yù)測試驗(yàn)數(shù)據(jù)按轉(zhuǎn)速分類，取出任一轉(zhuǎn)速下的按時間順序排布的每一相關(guān)參數(shù)的若干參數(shù)值，所述相關(guān)參數(shù)至少包括注油壓力，所述參數(shù)值包括注油壓力值，將發(fā)電機(jī)壽命預(yù)測試驗(yàn)數(shù)據(jù)劃分N塊候選數(shù)據(jù)塊，根據(jù)預(yù)測精度要求和載體存儲容量選取每個數(shù)據(jù)塊的預(yù)測精度和存儲范圍；

步驟二，計(jì)算每個數(shù)據(jù)塊的支持向量列表和權(quán)重：

支持向量機(jī)的非線性回歸估計(jì)函數(shù)為y＝f(x)＝＜ω,Φ(x)＞+b，其中ω為權(quán)值向量，Φ(x)為回歸方程，b為偏置項(xiàng)；

構(gòu)造泛函的極小化問題公式：

其中l(wèi)為樣本數(shù)量，C為系統(tǒng)系數(shù)，ζ()為不敏感損失函數(shù)，x_i為第i個輸入向量且x_i∈Rⁿ，i＝1,2,3,…,n，n是維數(shù)，y_i為x_i的期望輸出向量；

利用拉格朗日乘子及對偶理論得到回歸函數(shù)：

其中α_i為拉格朗日系數(shù)，α_i^*為樣本預(yù)測值；

通過引入內(nèi)積核函數(shù)的定義將該回歸函數(shù)變換為：

其中K(x_i,x)為內(nèi)積函數(shù)，樣本所有向量為x_i(i＝1,2,3,…,n)ⁿ，樣本集中的所有向量均滿足y_i(w·x_i+b)≥1，通過變換后的回歸函數(shù)預(yù)測發(fā)電機(jī)壽命。

步驟三，比較所有數(shù)據(jù)塊的預(yù)測值與原始數(shù)據(jù)的絕對誤差。

優(yōu)選的，步驟一中的候選數(shù)據(jù)塊N的取值范圍為3～7。

本發(fā)明提供的基于支持向量基的發(fā)電機(jī)壽命預(yù)測算法，

1、采用了結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)最小化原則代替經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)最小化原則進(jìn)行發(fā)電機(jī)壽命預(yù)測，能較好地解決在有限數(shù)據(jù)情況下的樣本學(xué)習(xí)的問題；

2、采用了核函數(shù)思想，使它把非線性空間的問題轉(zhuǎn)換到高維特征空間，使得原始問題在高維特征空間可以采用線性分類的方法進(jìn)行求解，降低算法復(fù)雜度；

3、采用了最大間隔原則，使得處理分類樣本效果更優(yōu)，壽命預(yù)測效果良好，實(shí)現(xiàn)對航空發(fā)電機(jī)的維修由事后維修或定期維修向視情維修轉(zhuǎn)變,降低維護(hù)成本。

附圖說明

以下參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋和說明本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制。

圖1是本發(fā)明提供的發(fā)電機(jī)壽命預(yù)測算法的流程圖；

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。

需要說明的是：在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本文中，“示意性”表示“充當(dāng)實(shí)例、例子或說明”，不應(yīng)將在本文中被描述為“示意性”的任何圖示、實(shí)施方式解釋為一種更優(yōu)選的或更具優(yōu)點(diǎn)的技術(shù)方案。

圖1所示為本發(fā)明提供的基于支持向量基的發(fā)電機(jī)壽命預(yù)測算法的流程圖，該方法包括如下步驟：

步驟一，將發(fā)電機(jī)壽命預(yù)測試驗(yàn)數(shù)據(jù)按轉(zhuǎn)速分類，取出任一轉(zhuǎn)速下的按時間順序排布的每一相關(guān)參數(shù)的若干參數(shù)值，所述相關(guān)參數(shù)至少包括注油壓力，所述參數(shù)值包括注油壓力值，將發(fā)電機(jī)壽命預(yù)測試驗(yàn)數(shù)據(jù)劃分N塊候選數(shù)據(jù)塊，根據(jù)預(yù)測精度要求和載體存儲容量選取每個數(shù)據(jù)塊的預(yù)測精度和存儲范圍。本實(shí)施例中，候選數(shù)據(jù)塊N的取值范圍為3～7。