基于多信号模型的测试优化方法研究
发布时间：2021-11-12 11:43
随着科学技术的不断发展,尤其是计算机技术的广泛应用,在改进和完善系统、武器装备性能的同时,也大大增加了系统的复杂性。测试时间长、费用高和故障源难以定位等问题,从而引起了广大研究人员的关注。为了提高武器战斗力,保证其可靠的运行和良好的作战状态,必须对其进行高效快速的测试诊断。测试资源的优化配置是系统测试性设计的重要内容,可以及时、高效地检测与隔离故障,提高系统的可靠性与安全性,减少故障检测与隔离的时间,进而缩短相应的维修时间,提高系统可用性,降低系统维护费用。首先,研究了基于多信号流图模型的相关性矩阵生成方法。通过读取模型信息文件以及分析模型连接关系,得到了模型的邻接矩阵。然后基于邻接矩阵进一步生成可达性矩阵;由于测点和测试的等价性,在可达性矩阵的基础上,把测点展开成测试,删除故障模块得到完全故障矩阵;通过完全故障矩阵,判断故障模块的信号与测试信号是否有交集,得到功能故障矩阵;最后读取模型文件设置的故障权值,合并完全故障矩阵和功能故障矩阵得到相关性矩阵。其次,研究了基于相关性矩阵的测试性分析。分为静态测试性分析和动态测试性分析,其中静态测试性分析分为单故障分析和多故障分析。主要得到了模糊...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
飞机空调系统的相关性矩阵
哈尔滨工业大学工学硕士论文-27-图3-2实数编码适应度函数曲线3.3.2基于二进制编码的测点优化方法实现二进制编码方式的遗传算法的参数设置与上小节中的参数设置一致，程序经过运行后的结果为{1,5,6,7,9,10,11}，对比表3.3中的矩阵可知测试集合为{t1,t6,t8,t10,t14,t15,t16}。表3.3为二进制编码选择后的相关性矩阵。对表3.3中的矩阵进行计算可知，故障检测率为68%，故障隔离率为61.9%，测试的个数从原来的11个减少到7个，减少了测试的费用、时间。图3-3为二进制编码的适应度函数随着遗传代数变化的曲线图，从中可知最大适应度函数值为0.1354，在3代左右函数值趋于稳定，程序的运行时间为1.7417秒，由此可见，该算法的收敛速度较快。
哈尔滨工业大学工学硕士论文-29-图3-3二进制编码适应度函数曲线3.3.3两种方法的对比与分析实数编码方式和二进制编码方式选择测试集合的故障检测率和故障隔离率都为68%和61.9%，但是二进制编码方式程序运行时间比实数编码方式的快了7秒，而且二进制编码的选择的测试集合的代价更少，两种编码方式的最大适应度函数值都在3代左右达到稳定，但是二进制编码方式的最大适应度函数值更大。综上可知，二进制编码方式更具有优势，具体原因如下。二进制编码符合最小字符集编码集合，后续的编码、解码操作简单易行，有利于交叉和变异操作的实现。虽然二进制编码方式在一些连续函数优化问题上，由于其随机性使得其在局部搜索能力较差，使得其精度不够。一般情形下二进制编码的搜索效率高，能较快的收敛到最优值，而且在进化寻优的过程中对交叉概率和变异概率的鲁棒性好；在工程应用实践中宜选用低进制编码，因为低进制编码遗传算法在搜索效率和优化结果鲁棒性方面普遍优于高进制编码遗传算法[43]。而实数编码不需要解码和编码的过程，能够缓解组合爆炸的问题。在面对高精度和多维的问题时候，实数编码有一定的优势。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不可靠测试条件下基于NSGA-Ⅱ的多目标测试优化选择[J]. 翟禹尧,史贤俊,杨帅,秦玉峰. 北京航空航天大学学报. 2021(04)
[2]PHM系统中的测试不确定优化选择建模[J]. 方甲永,肖明清,盛晟,刘文杰. 计算机测量与控制. 2018(08)
[3]基于分层多信号流图的飞机空调系统故障诊断[J]. 孙智,孙建红,李冰月,张雪枫. 振动.测试与诊断. 2018(01)
[4]测试不可靠条件下基于量子进化算法的测试优化选择[J]. 雷华军,秦开宇. 电子学报. 2017(10)
[5]离散萤火虫算法的复杂装备测试点优化选择[J]. 王鹤淇,王伟国,郭立红,刘廷霞,姜润强,于洪君. 光学精密工程. 2017(05)
[6]基于改进遗传模拟退火算法的测试优化选择[J]. 代西超,南建国,黄雷,黄金科,张超. 空军工程大学学报(自然科学版). 2016(02)
[7]基于Rollout算法的测试不可靠条件下的诊断策略[J]. 羌晓清,景博,邓森,焦晓璇. 计算机应用研究. 2016(05)
[8]约束优化问题的一种改进遗传算法收敛性分析[J]. 范小勤,汪小红. 自动化技术与应用. 2015(09)
[9]基于改进离散粒子群算法的测试优化选择[J]. 马羚,李海军,王成刚,张晓瑜. 计算机测量与控制. 2015(07)
[10]基于贪婪算法的测试优化选择[J]. 刘建敏,刘远宏,冯辅周,江鹏程. 兵工学报. 2014(12)
博士论文
[1]电子系统测试方案优化设计理论与关键技术研究[D]. 雷华军.电子科技大学 2015
[2]非完美测试条件下的测试性设计理论与方法研究[D]. 张士刚.国防科学技术大学 2013
[3]基于相关性模型的诊断策略优化设计技术[D]. 杨鹏.国防科学技术大学 2008
硕士论文
[1]回路系统诊断策略优化技术研究[D]. 刘津.国防科学技术大学 2009
本文编号：3490844
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
飞机空调系统的相关性矩阵
哈尔滨工业大学工学硕士论文-27-图3-2实数编码适应度函数曲线3.3.2基于二进制编码的测点优化方法实现二进制编码方式的遗传算法的参数设置与上小节中的参数设置一致，程序经过运行后的结果为{1,5,6,7,9,10,11}，对比表3.3中的矩阵可知测试集合为{t1,t6,t8,t10,t14,t15,t16}。表3.3为二进制编码选择后的相关性矩阵。对表3.3中的矩阵进行计算可知，故障检测率为68%，故障隔离率为61.9%，测试的个数从原来的11个减少到7个，减少了测试的费用、时间。图3-3为二进制编码的适应度函数随着遗传代数变化的曲线图，从中可知最大适应度函数值为0.1354，在3代左右函数值趋于稳定，程序的运行时间为1.7417秒，由此可见，该算法的收敛速度较快。
哈尔滨工业大学工学硕士论文-29-图3-3二进制编码适应度函数曲线3.3.3两种方法的对比与分析实数编码方式和二进制编码方式选择测试集合的故障检测率和故障隔离率都为68%和61.9%，但是二进制编码方式程序运行时间比实数编码方式的快了7秒，而且二进制编码的选择的测试集合的代价更少，两种编码方式的最大适应度函数值都在3代左右达到稳定，但是二进制编码方式的最大适应度函数值更大。综上可知，二进制编码方式更具有优势，具体原因如下。二进制编码符合最小字符集编码集合，后续的编码、解码操作简单易行，有利于交叉和变异操作的实现。虽然二进制编码方式在一些连续函数优化问题上，由于其随机性使得其在局部搜索能力较差，使得其精度不够。一般情形下二进制编码的搜索效率高，能较快的收敛到最优值，而且在进化寻优的过程中对交叉概率和变异概率的鲁棒性好；在工程应用实践中宜选用低进制编码，因为低进制编码遗传算法在搜索效率和优化结果鲁棒性方面普遍优于高进制编码遗传算法[43]。而实数编码不需要解码和编码的过程，能够缓解组合爆炸的问题。在面对高精度和多维的问题时候，实数编码有一定的优势。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不可靠测试条件下基于NSGA-Ⅱ的多目标测试优化选择[J]. 翟禹尧,史贤俊,杨帅,秦玉峰. 北京航空航天大学学报. 2021(04)
[2]PHM系统中的测试不确定优化选择建模[J]. 方甲永,肖明清,盛晟,刘文杰. 计算机测量与控制. 2018(08)
[3]基于分层多信号流图的飞机空调系统故障诊断[J]. 孙智,孙建红,李冰月,张雪枫. 振动.测试与诊断. 2018(01)
[4]测试不可靠条件下基于量子进化算法的测试优化选择[J]. 雷华军,秦开宇. 电子学报. 2017(10)
[5]离散萤火虫算法的复杂装备测试点优化选择[J]. 王鹤淇,王伟国,郭立红,刘廷霞,姜润强,于洪君. 光学精密工程. 2017(05)
[6]基于改进遗传模拟退火算法的测试优化选择[J]. 代西超,南建国,黄雷,黄金科,张超. 空军工程大学学报(自然科学版). 2016(02)
[7]基于Rollout算法的测试不可靠条件下的诊断策略[J]. 羌晓清,景博,邓森,焦晓璇. 计算机应用研究. 2016(05)
[8]约束优化问题的一种改进遗传算法收敛性分析[J]. 范小勤,汪小红. 自动化技术与应用. 2015(09)
[9]基于改进离散粒子群算法的测试优化选择[J]. 马羚,李海军,王成刚,张晓瑜. 计算机测量与控制. 2015(07)
[10]基于贪婪算法的测试优化选择[J]. 刘建敏,刘远宏,冯辅周,江鹏程. 兵工学报. 2014(12)
博士论文
[1]电子系统测试方案优化设计理论与关键技术研究[D]. 雷华军.电子科技大学 2015
[2]非完美测试条件下的测试性设计理论与方法研究[D]. 张士刚.国防科学技术大学 2013
[3]基于相关性模型的诊断策略优化设计技术[D]. 杨鹏.国防科学技术大学 2008
硕士论文
[1]回路系统诊断策略优化技术研究[D]. 刘津.国防科学技术大学 2009
本文编号：3490844
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/sousuoyinqinglunwen/3490844.html
