基于粒子滤波的多部件退化建模与剩余寿命预测方法研究

发布时间：2022-08-11 21:21

　　随着科学技术进步和社会生产水平提高,出现了一些高可靠、长寿命、长期在线运行或多运行状态交替转换的大型多部件系统。要想保证系统长时、高可靠的运行,首先需要掌握系统退化规律并准确地预测系统剩余寿命。然而,一方面,多部件系统在服役期间由于监测技术测量精度局限性导致测量结果与真实退化状态之间存在随机误差。另一方面,由于聚类、分类和回归算法精度局限性、专家经验判断的主观因素等将不可避免地导致辨识退化状态存在认知不确定性。此外,由于部件间存在载荷共享机制、部件暴露在相同环境下、部件物理位置相邻等因素,导致部件间的退化过程存在一定的相关性。因此,如何在考虑测量随机误差和状态辨识认知不确定性的情况下准确地掌握多部件系统退化规律以及描述部件间退化相关性,是对多部件系统进行退化建模和剩余寿命预测的关键问题所在,也是当前可靠性领域研究的热点和难点。本论文针对多部件系统剩余寿命预测中部件退化建模存在随机测量误差的情况下,开展考虑恒定环境影响下的多部件退化建模与剩余寿命预测方法研究。在此基础上,针对服役期间外部环境变化的多样性,开展考虑冲击环境下的多部件退化建模和剩余寿命预测。针对退化状态数据存在认知不确定性的... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 剩余寿命预测方法研究进展
        1.2.2 多部件退化相关模型的研究进展
    1.3 论文的研究内容
    1.4 论文的主要结构
第二章 考虑恒定环境影响下的多部件退化建模与剩余寿命预测方法
    2.1 粒子滤波算法理论基础
        2.1.1 状态空间模型
        2.1.2 递归贝叶斯滤波算法
    2.2 多部件系统退化相关建模方法
        2.2.1 共享协变量
        2.2.2 联合似然函数
    2.3 退化模型参数估计
    2.4 多部件剩余寿命预测
    2.5 算例分析
    2.6 本章小结
第三章 考虑冲击环境下的多部件退化建模与剩余寿命预测方法
    3.1 引言
    3.2 冲击环境下的多部件系统描述
    3.3 冲击环境下的多部件退化建模
    3.4 冲击环境下的多部件退化模型参数估计
        3.4.1 基于粒子滤波退化参数更新方法
        3.4.2 基于改进MCMC采样算法下冲击强度的更新
    3.5 冲击环境下的多部件剩余寿命预测
    3.6 算例分析
    3.7 本章小结
第四章 考虑认知不确定性下的系统退化建模与剩余寿命预测方法
    4.1 引言
    4.2 信念理论基础
        4.2.1 辨识框架
        4.2.2 质量函数
        4.2.3 信任函数
        4.2.4 似然函数
        4.2.5 Conjunctive和 Disjunctive融合规则
        4.2.6 空扩展与边际化
        4.2.7 扩展贝叶斯公式
    4.3 认知不确定性下的系统状态退化演变
        4.3.1 信念粒子滤波算法基本原理
        4.3.2 信念粒子滤波采样规则
    4.4 认知不确定性下的系统剩余寿命预测
    4.5 算例分析
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献



本文编号：3675411