[发明专利]蜂群无人机平均故障间隔时间的确定方法及系统

说明书

本发明涉及一种蜂群无人机平均故障间隔时间的确定方法及系统。所述方法，包括：确定蜂群无人机的控制参数集合中各控制参数服从的数学分布；根据各所述数学分布将所述控制参数集合划分为多个参数因素组；根据多个所述参数因素组进行析因实验，确定各所述参数因素组中所有控制参数的边际效应值；根据所述参数因素组中所有控制参数的边际效应值和对应参数因素组的数学分布计算对应参数因素组的平均故障间隔时间。本发明通过析因实验对蜂群无人机的参数进行敏感性分析，使用有限的试验次数来对实验涉及的所有响应因素进行分析，得到所有因素对实验目标的影响水平，从因素的显著性角度，精确地确定蜂群无人机的平均故障间隔时间取值。

技术领域

本发明涉及蜂群无人机技术领域，特别是涉及一种蜂群无人机平均故障间隔时间的确定方法及系统。

背景技术

对于无人机蜂群的方案设计和无人机蜂群的任务成功率，难以通过无人机实体进行多次验证，但是通过计算机仿真计算的方式，可以对无人机蜂群的控制参数值进行修改，对不同的参数组合进行多次计算，得到不同设计方案下的无人机蜂群的任务成功率。

蜂群无人机的平均故障间隔时间(MTBF)水平是无人机蜂群方案设计中最主要的可控参数，通过对蜂群无人机的参数进行敏感性分析，分析各个参数在不同取值上的敏感性，并通过敏感性分析找出蜂群无人机的MTBF的边际效应水平，可以用于指导蜂群无人机的设计。

对于现有的采用正交试验设计、均匀设计和D-最优设计等实验设计的分析方法针对无人机蜂群进行的研究，只能以较少的试验组合下找出最佳的实验目标方案，无法对蜂群涉及参数的敏感性进行分析。

发明内容

本发明的目的是提供一种蜂群无人机平均故障间隔时间的确定方法及系统，本发明通过析因实验对蜂群无人机的参数进行敏感性分析，使用有限的试验次数来对实验涉及的所有响应因素进行分析，得到所有因素对实验目标的影响水平，从因素的显著性角度，精确地确定蜂群无人机的平均故障间隔时间取值，以更准确地指导蜂群无人机的设计。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种蜂群无人机平均故障间隔时间的确定方法，包括：

确定蜂群无人机的控制参数集合中各控制参数服从的数学分布；所述控制参数集合包括起飞失败的数量、遭受攻击时服从半钟型正态分布的标准差、机体层失效的参数、通讯层失效的参数、任务层失效的参数、攻击成功率、攻击能力、火力毁伤能力、搜寻打击能力和任务时间；

根据各所述数学分布将所述控制参数集合划分为多个参数因素组；所述参数因素组内的所有控制参数服从的数学分布相同；

根据多个所述参数因素组进行析因实验，确定各所述参数因素组中所有控制参数的边际效应值；所述边际效应值为所述参数因素组的显著性水平均达到设定显著性水平时各控制参数的取值；所述显著性水平为各控制参数对任务成功率的影响程度；

根据所述参数因素组中所有控制参数的边际效应值和对应参数因素组的数学分布计算对应参数因素组的平均故障间隔时间。

可选的，所述根据所述参数因素组中所有控制参数的边际效应值和对应参数因素组的数学分布计算对应参数因素组的平均故障间隔时间，具体为：

若所述参数因素组服从指数分布，则确定所述参数因素组中的控制参数的边际效应值为平均故障间隔时间。

可选的，所述根据所述参数因素组中所有控制参数的边际效应值和对应参数因素组的数学分布计算对应参数因素组的平均故障间隔时间，具体为：

若所述参数因素组服从威布尔分布，则根据公式计算平均故障间隔时间，其中，MTBF为平均故障间隔时间，k为形状参数，λ为尺度参数，为伽马函数。

可选的，所述根据多个所述参数因素组进行析因实验，确定各所述参数因素组中所有控制参数的边际效应值具体为：