[发明专利]一种用于舰载机传感器系统预防检修阈强度和次数优化的方法

说明书

本发明涉及一种用于舰载机传感器系统预防检修阈强度和次数优化的方法。舰载机传感器系统首先生成预防检修剩余退化量的概率密度函数，根据预防检修后进行预防检修更换概率和作废更换概率，解算得到舰载机传感器系统寿命周期和维护总费用，解算得到长期期望费用率，经过优化得到最优预防检修阈强度和预防检修次数限制。此发明的优点在于舰载机传感器系统寿命周期预测模型采用非线性退化过程描述，同时优化模型中考虑了预防检修阈强度和预防检修次数限制两个主要变量对长期维护费用率的影响，最优长期维护费用率更低，同时为维护检修时的参数设定提供参考。本发明通过仿真实验验证了所提方法的可靠性和有效性。

(一)技术领域

本发明是一种用于舰载机传感器系统预防检修阈强度和次数优化的方法。

(二)背景技术

航母的主要作战武器为舰载机。由于航母搭载的舰载机数量有限，为了保证可用舰载机数量满足出动要求，需要保证较高的舰载机可用度。舰载机的可用度主要取决于各个传感器的寿命周期，因此对于影响传感器寿命周期因素的研究有着重要的意义。预测与健康管理技术能够充分利用系统的状态监测信息，估计系统在生命周期内的可靠性，并通过维护活动降低系统失效事件发生的风险。准确预测剩余寿命是核心和基础，能够确定恰当的维护时机。预防检修作为预测与健康管理技术的重要组成，可以提高舰载机传感器系统的安全性和可靠性，降低失效事件发生的概率。因而，预防检修成为当前研究的热点问题。

随着现代信息采集技术的发展，获取退化信号变得相对容易。实际工程中，退化信号具有非线性和随机性特征。目前，对于退化过程的建模，通常采用线性化模型或近似线性化模型。Ke X.J.，2015提出了一种基于线性漂移的维纳过程的分段模型，在模型中引入两种不同的退化漂移作为隐藏状态。对于工程实际中大量存在的非线性退化过程，用线性建模方法无法有效地进行跟踪估计。Sun L.W.，2015用加速退化模型研究了涂层的可靠寿命，利用线性回归模型对试验数据进行拟合，线性回归模型仅适合于线性退化过程的分析，实际中存在着非线性特性，因此该方法有局限性。Zio E.，2011利用蒙特卡洛方法和粒子滤波方法估计出非线性退化过程的剩余寿命，但此类方法只能得到近似数值解，并不能获取健康管理所需的概率密度函数的解析解。Lan S.，2014提出了一种基于内部电路退化机制的寿命外推方法，推导了退化模型参数与外加应力之间的关系，并预测了不同电压应力下的寿命。Peng C.Y.，2009提出了一种通用的线性退化路径，导出了产品寿命分布的隐式表达式，通过使用轮廓似然法，可以容易地获得参数的最大似然估计，以及它们的置信区间。这些研究采用的线性化或者近似线性化退化模型具有一定的局限性，难以满足实际工程的要求。