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基于机器学习的火控系统故障预测与健康管理技术研究

发布时间:2021-03-25 01:01
  火控系统是装甲车辆作战的核心单元,具有结构复杂、参数多的特点,且信号测量不容易。当火控系统发生故障时,故障部位、故障类型难以判断,大大影响了装甲装备的作战性能。过去的维修方式多以专家经验作为依据,通过事后维修进行人为的故障判断,人为诊断准确率不高,维修成本也很大。现在,视情维修方式已进入人们的视野,随着大型复杂装备的智能化程度日益提高,故障预测与健康管理在武器装备中的应用越来越重要。为了减少火控系统维修上的人力、物力消耗,提升装甲车辆野外作战可靠性,本课题在人工智能故障诊断的基础上,结合机器学习算法,构建了火控系统性能参数趋势预测、多故障预测以及健康状态评估三种智能模型:(1)针对火控系统故障信息不足、信号非线性、维度高的特点,对性能参数首先通过集合经验模态分解进行特征提取,再由最小二乘支持向量回归机进行参数趋势预测,回归机的参数通过鲸鱼优化算法来选择,提升了预测精度;(2)建立一种改进的多故障预测模型,使火控系统的故障预测不仅仅停留在“正常”与“故障”状态的识别,而是对不同类型的故障状态进行区分。通过决策导向无环图完成支持向量分类机的多分类转换,引入改进的分离性测度计算,对决策导向无... 

【文章来源】:北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:82 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

基于机器学习的火控系统故障预测与健康管理技术研究


图2-2<:1的££1^分解图??Fig.2-2?EEMD?exploded?view?of?cl??

分解图,分解图,性能参数,分量


?〇g?????-??⑷?0.2?'—-^,???_____________??_?〇2?L?—.??:??^?-16.4.???1?1?1???1?1???^?,?,???-16.6?-??????????—-16.8?t=:-i?, ̄t ̄z…......t?it?.......ii?1???i?.??20?40?60?80?100?120?140?160?180?200?220??Sample??图2-3?cl的EMD分解图??Fig.2-3?EMD?exploded?view?of?cl??经验模态分解算法将性能参数c7分解为7个本征模态分量,从数量上看,没有??EEMD分解得充分,出现模态叠重问题。??2.4.2基于W0ALSSVM的性能参数预测??对于火控系统某部件发生故障前后的一段时间序列数据,预测其未来时刻的各个??性能参数的变化趋势及数值,本节选择科学、准确、可靠的迭代法建立火控系统性能??趋势预测模型。??对于每个性能参数所分解的IMF分量的历史时刻序列,用迭代法预测未来时刻序??列,第一步,用如弋,.._,1预测乃=xf+1,第二步,将预测的输出心=七+1添加到??当前步的输入,并删减最早的数据七,以此类推,纵向地预测未来一段时刻内各本征??模态分量的变化趋势。通过得到的各IMF的预测值,再对性能参数的变化进行预测。??固有模态分量的迭代法多步预测的维数dim设为3,分别将每个IMF分量233组??历史样本划分成230组,前184组样本作为训练样本,后46组样本作为测验样本。??首先,分别将每个IMF分量的训练样本

预测图,训练样本,真实值,时间点


4?493.0662?237.6300??径向基核参数(T?23.1993?10.0537?20.2925??-13.5?I?V?i?i?t?■?i?i???I???14?-?-?真实值???14.5?-????-15?-?-??m?'15-5'?k?t?-????18??i?i?t?{?i?{?i?|?|???0?20?40?60?80?100?120?140?160?180?200??时间点??图2-4?Cl训练样本的预测图??Fig.2-4?Prediction?graph?of?cl?training?samples??23??


本文编号:3098730

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