[發明專利]一種不完備信息條件下深井提升機關鍵部件耦合失效相關性建模方法

在審

• 申請號: 201810087587.2
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108345731A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 盧昊;朱真才;彭玉興;周公博;曹國華;沈剛;李偉;江帆;花純利
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 王美章

本發明公開了一種不完備信息條件下深井提升機關鍵部件耦合失效相關性建模方法，包含以下步驟：1）采集提升機關鍵部件不同失效模式下的故障數據樣本，統計不完備信息條件下各失效模式隨機響應的統計矩信息；2）采用函數逼近方法獲得各失效模式的邊緣概率分布函數；3）采用擬合優度檢驗準則分析各個失效模式間的概率相關屬性，確定描述零件失效不同相關屬性的最佳copula函數；4）結合各失效模式的邊緣概率分布函數和最佳copula函數，建立混合copula函數模型。本發明能夠在小樣本條件下建立準確的邊緣概率密度函數，并考慮了失效模式間可能存在的對稱相關、上尾相關以及下尾相關屬性，提高超深井提升機關鍵部件耦合失效相關性建模的靈活性和適用性。

技術領域

本發明涉及礦井提升技術領域，尤其涉及一種深井提升機主軸關鍵部件耦合失效的相關性建模方法。

背景技術

深部資源開發利用是國家的發展戰略，超深礦井大型提升裝備是實現深部資源開發的關鍵裝備，其安全有效運行對國民經濟發展有著重要意義。由于超深井提升設備的運行條件復雜、工況極其惡劣，容易導致惡性事故發生，因此，準確合理地評估和預測提升設備的可靠性對保障設備安全運行、提高經濟效益有很大的意義。隨著井深的增加，傳統礦井提升裝備的有效載荷大大增加，導致其提升效率、安全性等迅速下降而不能用于超深井提升。因此，有必要對超深井惡劣環境下的提升設備開展可靠性研究。由于結構參數和外部激勵的同源性，使得深井提升機主軸關鍵部件各失效模式間存在不同程度的相關性。當開展提升機關鍵部件的系統可靠性分析時，忽略這些潛在的關聯特性將導致可靠性估計出現偏差，影響對提升機的可靠性評價。該發明基于混合copula函數，針對超深井提升設備多失效模式耦合特性，提出了一種多元變量概率相關的建模方法。

在以下幾篇文獻中：

[1]Noh Y,Choi K K,Du L.Reliability-based design optimization ofproblems with correlated input variables using a Gaussian Copula[J].Structural and multidisciplinary optimization,2009,38(1):1-16.

[2]Tang X S,Li D Q,Zhou C B,et al.Impact of copulas for modelingbivariate distributions on system reliability[J].Structural safety,2013,44:80-90.

[3]一種基于混合Copula函數的多風場出力預測方法[P]，發明專利，CN201710485692.7

文獻1采用Gaussian copula函數進行失效模式間的相關性建模，但當失效模式間為非對稱相關時，其建模精度較差。

文獻2通過在多個待定copula函數中選擇最佳copula函數以描述失效模式間的相關屬性，但是單一copula函數往往無法描述完整的相關屬性。

文獻3里提供了一種混合copula函數以建立風的相關模型，該模型的建立是建立在大容量數據樣本的前提下，采用遍歷性統計方法進行建模，對故障數據缺乏的深井提升裝備適用性不佳，無法解決小樣本條件下邊緣概率函數的建模問題。

發明內容

本發明的目的之一至少在于，針對現有技術存在的問題，提供一種不完備信息條件下深井提升機關鍵部件耦合失效相關性建模方法，能夠在部件故障信息缺乏的條件下更準確地描述提升機關鍵部件失效模式間的概率相關性，提高深井提升機多失效模式聯合概率建模的精度。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種不完備信息條件下深井提升機關鍵部件耦合失效相關性建模方法，所述方法包括以下步驟：