多失效模式下多模型集成航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種多失效模式下多模型集成航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估方法，包括：分析多失效模式、建立多失效模式分析模型、建立評(píng)估備選模型、判斷各模型的優(yōu)劣、建立多模型集成評(píng)估模型、應(yīng)用貝葉斯模型平均方法，分析多種失效模式對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性的影響、采用馬爾可夫鏈蒙特卡洛算法仿真計(jì)算航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性。本發(fā)明分別針對(duì)典型的失效模式，性能退化失效、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度失效和突發(fā)失效進(jìn)行了分析，在眾多備選模型中選擇一個(gè)最優(yōu)模型，再應(yīng)用多模型集成技術(shù)，將多個(gè)模型集成到一個(gè)框架中進(jìn)行航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估，提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估的準(zhǔn)確性。
【專利說明】多失效模式下多模型集成航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空安全領(lǐng)域，具體是一種多失效模式下多模型集成航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估方法。
【背景技術(shù)】
[0002]確評(píng)估航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性水平，一方面可以為有效保障飛行安全提供依據(jù)，另一方面可以為制定維修決策提供支撐，實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中“安全”和“經(jīng)濟(jì)性”的有機(jī)結(jié)合。
[0003]航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為典型的復(fù)雜系統(tǒng)，在運(yùn)行過程中，多種因素共同影響其可靠性水平，其運(yùn)行可靠性評(píng)估的復(fù)雜性體現(xiàn)在以下三方面，一是航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中往往多種失效模式并存，每種失效模式的作用機(jī)制及變化規(guī)律各不相同，增加了運(yùn)行可靠性評(píng)估的難度；二是當(dāng)存在多種失效模式且失效模式不斷切換和變化時(shí)，建立的可靠性評(píng)估模型往往存在著一定的不確定性，難以準(zhǔn)確描述航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性水平；三是當(dāng)多種失效模式并存時(shí)，單一的運(yùn)行可靠性評(píng)估模型往往無法綜合反映多種失效模式對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中單一的可靠性評(píng)估模型無法綜合反映多種失效模式對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性的影響的問題，提供了一種針對(duì)多失效模式下多模型集成航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估方法。
[0005]本發(fā)明提出的一種針對(duì)多失效模式的多模型集成航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估方法，包括以下步驟:
[0006]I)分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)的多失效模式；
[0007]2)建立從結(jié)構(gòu)維和時(shí)間維進(jìn)行航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估的多失效模式分析模型，進(jìn)行多失效模式分析；
[0008]3 )建立航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估備選模型；
[0009]4)采用貝葉斯因子方法選擇航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估模型，通過貝葉斯因子的不同取值判斷各模型優(yōu)劣，作為選擇和評(píng)價(jià)單一模型描述航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性水平的依據(jù)；
[0010]5)綜合分析多種失效模式，建立多模型集成航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估模型
【權(quán)利要求】
1.一種多失效模式下多模型集成航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估方法，其特征在于包括以下步驟: 1)分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)的多失效模式； 2)建立從結(jié)構(gòu)維和時(shí)間維進(jìn)行航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估的多失效模式分析模型，進(jìn)行多失效模式分析； 3)建立航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估備選模型； 4)采用貝葉斯因子方法選擇航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估模型，通過貝葉斯因子的不同取值判斷各模型優(yōu)劣，作為選擇和評(píng)價(jià)單一模型航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估的依據(jù)； 5)綜合分析多種失效模式，建立多模型集成航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估模型P (X，9 k, Mk) = P (Mk) p ( 0 kMk) p (X 0 k，Mk)，其中 k G K 表示模型指數(shù)，P (Mk)表示模型 Mk 的先驗(yàn)概率密度函數(shù)，P(QkMk)表示在模型Mk下參數(shù)向量01;的條件概率，？》01;^1;)表示在模型Mk和參數(shù)向量e k下事件X的條件概率密度函數(shù)； 6)應(yīng)用貝葉斯模型平均方法，分析多種失效模式對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性的影響，航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估表達(dá)式是
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多失效模式下多模型集成航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估方法，其特征在于:步驟I)所述的多失效模式包括航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能退化失效、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度失效及突發(fā)失效的作用形式及失效規(guī)律。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多失效模式下多模型集成航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估方法，其特征在于:步驟2)所述的多失效模式分析包括通過混合概率分布從結(jié)構(gòu)維角度建立航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估中的多失效模式分析以及通過復(fù)合模型和條件概率分布從時(shí)間維角度建立航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行評(píng)估中的多失效模式分析。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多失效模式下多模型集成航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估方法，其特征在于:步驟3)所述的航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估備選模型包括基于Ga_a過程的性能退化失效運(yùn)行可靠性評(píng)估模型M1，基于Wiener過程的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度失效運(yùn)行可靠性評(píng)估模型M2,基于Weibull分布的突發(fā)失效運(yùn)行可靠性評(píng)估模型M3。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多失效模式下多模型集成航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估方法，其特征在于:所述的基于Ga_a過程的性能退化失效運(yùn)行可靠性評(píng)估模型M1，假設(shè)退化量w(t)服從Ga(a，b)，其密度函數(shù)是
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多失效模式下多模型集成航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估方法，其特征在于:步驟4)所述的貝葉斯因子方法為用X代表航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估的參數(shù)，則備選運(yùn)行可靠性評(píng)估馬對(duì)吣的貝葉斯因子為
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多失效模式下多模型集成航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性評(píng)估方法，其特征在于:步驟7)所述的Markov鏈迭代產(chǎn)生方法包括以下步驟，(I)假設(shè)m-1時(shí)刻的狀態(tài)值P t1)，從建議分布中產(chǎn)生一個(gè)候選點(diǎn)P ；； (2)計(jì)算候選點(diǎn)θ*的接受概率
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103778295SQ201410038230
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】王華偉, 吳海橋, 葛紅娟, 高軍 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)