[发明专利]一种不确定寿命预测信息下航空发动机的维修优化方法

权利要求书

1.一种不确定寿命预测信息下航空发动机的维修优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、基于传感器采集到的历史数据，进行不确定性建模；

S2、基于实时获得的在役发动机的状态监测数据，利用建立好的模型获得此在役发动机置信水平下的剩余寿命预测区间；

S3、基于获得的剩余寿命预测区间，计算高斯分布的位置参数和尺度参数，构建剩余寿命概率分布；

S4、已知修复性维修费用和预测性维修费用的情况下，计算各种各样维修时间和可能失效时间下的成本矩阵；

S5、基于构建的剩余寿命概率分布和计算的成本矩阵，构建期望的维修成本率函数；

S6、通过最小化期望的维修成本率函数，获得最优的维修时间。

2.根据权利要求1所述的不确定寿命预测信息下航空发动机的维修优化方法，其特征在于，步骤S1中传感器采集到的历史数据包括温度、压力和转速，建立的不确定性模型为：

其中，X表示航空发动机温度、压力和转速的状态监测数据，由剩余寿命估计值的下边界和上边界构成，表示由X到的非线性映射函数。

3.根据权利要求1所述的不确定寿命预测信息下航空发动机的维修优化方法，其特征在于，步骤S2中利用建立好的模型获得此在役发动机置信水平下的剩余寿命预测区间为：

其中，X_new表示在役航空发动机的状态监测数据，表示由建立好的不确定性模型估计出的剩余寿命区间，表示估计的剩余寿命区间下界，表示估计的剩余寿命区间上界。

4.根据权利要求1所述的不确定寿命预测信息下航空发动机的维修优化方法，其特征在于，步骤S3中高斯分布的位置参数和尺度参数计算过程为：

其中，E(X)表示随机变量X的数学期望，μ表示高斯分布的位置参数，σ表示高斯分布的尺度参数，表示随机变量X属于区间内的概率，f(x；μ,σ)表示高斯分布函数，α表示置信水平；

相应地，基于计算的高斯分布位置参数μ和尺度参数σ，构建的剩余寿命概率分布为：

其中，x是分布函数f(x；μ,σ)的自变量，刻画了航空发动机剩余寿命预测取值的概率规律。

5.根据权利要求1所述的不确定寿命预测信息下航空发动机的维修优化方法，其特征在于，步骤S4中计算各种维修时间和可能失效时间下的成本矩阵的方法为：

对于预测性维修来说，如果规划的预测性维修时间t_m表示早于航空发动机真实的失效时间t_f，那么每单位的预测性维修费用为C_p/t_m，其中，C_p表示预测性维修费用；相反，如果规划的预测性维修时间t_m晚于航空发动机真实的失效时间t_f，那么规划的预测性维修策略是无效的，应该在航空发动机失效时刻及时更换设备；于是，每单位维修的费用为C_c/t_f，其中，C_c表示修复性维修费用；于是，在各种各样维修时间和可能失效时间下的成本矩阵为：

得到的成本矩阵即是维修成本率的系数。