氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟：獲取前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)，并采用一階平均強(qiáng)化緩沖算子對(duì)所述前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)進(jìn)行強(qiáng)化處理；計(jì)算強(qiáng)化處理后的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)的一次累加生成序列；計(jì)算所述一次累加生成序列的緊鄰均值生成序列；根據(jù)所述強(qiáng)化處理后的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)以及所述緊鄰均值生成序列計(jì)算GM（1，1）模型的最小二乘估計(jì)參數(shù)值；根據(jù)所述最小二乘估計(jì)參數(shù)值計(jì)算所述GM（1，1）模型的時(shí)間響應(yīng)序列和還原值；根據(jù)所述時(shí)間響應(yīng)序列和還原值計(jì)算后期預(yù)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)。本發(fā)明縮短了試驗(yàn)時(shí)間，節(jié)約了成本，提高了模型模擬和預(yù)測(cè)的精度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)方法以及ー種氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]氨基漆是ー種常見(jiàn)的用于金屬防護(hù)的非金屬有機(jī)涂層，其防護(hù)能力的好壞將直接決定金屬材料的耐環(huán)境影響能力，如抗腐蝕、抗氧化能力等。有機(jī)涂層長(zhǎng)期暴露在太陽(yáng)輻射、鹽霧及濕熱環(huán)境下，容易發(fā)生物理和化性能變化，導(dǎo)致其防護(hù)性能逐步下降，因此氨基漆的環(huán)境適應(yīng)性、老化特性一直是國(guó)內(nèi)外研究的焦點(diǎn)。
[0003]研究氨基漆的環(huán)境適應(yīng)性的最好方法當(dāng)然是在自然環(huán)境條件下直接開(kāi)展自然大氣暴露試驗(yàn)，然而自然大氣暴露試驗(yàn)不僅需要專(zhuān)門(mén)的場(chǎng)地(如外場(chǎng)試驗(yàn)站)，試驗(yàn)條件難于控制，試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性較差，而且試驗(yàn)往往需要幾年或者十幾年才能獲得試驗(yàn)結(jié)果，試驗(yàn)時(shí)間特別長(zhǎng)。相比之下，實(shí)驗(yàn)室加速模擬試驗(yàn)可以縮短試驗(yàn)時(shí)間，而且重現(xiàn)性較好。實(shí)驗(yàn)室加速模擬試驗(yàn)方法主要根據(jù)自然環(huán)境的影響因素、量值及作用方式進(jìn)行確定，目前針對(duì)熱帶海洋環(huán)境條件下有機(jī)涂層的實(shí)驗(yàn)室加速模擬試驗(yàn)主要采用太陽(yáng)輻射-濕熱-鹽霧多因素綜合/組合試驗(yàn)方法，這種方法已被證實(shí)與自然環(huán)境試驗(yàn)方法相比具有較好的相關(guān)性和加速性。
[0004]然而，由于上述實(shí)驗(yàn)方法首要是先考慮對(duì)自然環(huán)境條件下的影響因素、量值及作用方式進(jìn)行模擬(即要求有較好的相關(guān)性)，再考慮其加速性，因此在獲得較好相關(guān)性的情況下，加速性常常會(huì)受到限制。因此，要想充分了解氨基漆的環(huán)境適應(yīng)性，掌握其性能老化特性，采用實(shí)驗(yàn)室太陽(yáng)輻射-濕熱-鹽霧多因素綜合/組合試驗(yàn)方法，仍需進(jìn)行40天至60天的試驗(yàn)，以每5天為ー個(gè)檢測(cè)周期，需要進(jìn)行8次至12次檢測(cè)，試驗(yàn)時(shí)間仍然較長(zhǎng)，性能檢測(cè)次數(shù)較多，成本仍然較高。要想縮短試驗(yàn)時(shí)間，又想更快結(jié)束試驗(yàn)，要么研究更先進(jìn)的試驗(yàn)方法，要么以前期的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立性能退化數(shù)據(jù)模型，對(duì)后期性能數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。
[0005]目前，傳統(tǒng)的對(duì)性能數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)主要采用數(shù)據(jù)擬合的方式，通過(guò)建立一元線(xiàn)性回歸直線(xiàn)模型或?qū)?shù)模型，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。然而，采用一元線(xiàn)性回歸、指數(shù)擬合、對(duì)數(shù)擬合等方法雖然可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模和預(yù)測(cè)，但模型模擬精度比較低。因此，如何提高模型模擬和預(yù)測(cè)的精度，成為ー個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]基于此，本發(fā)明提供一種氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，能夠提高模型模擬和預(yù)測(cè)的精度。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0008]一種氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟:
[0009]獲取前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)，并采用ー階平均強(qiáng)化緩沖算子對(duì)所述前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)進(jìn)行強(qiáng)化處理；
[0010]計(jì)算強(qiáng)化處理后的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)的一次累加生成序列；
[0011]計(jì)算所述一次累加生成序列的緊鄰均值生成序列；
[0012]根據(jù)所述強(qiáng)化處理后的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)以及所述緊鄰均值生成序列計(jì)算GM(1，I)模型的最小ニ乘估計(jì)參數(shù)值；
[0013]根據(jù)所述最小ニ乘估計(jì)參數(shù)值計(jì)算所述GM (1，I)模型的時(shí)間響應(yīng)序列和還原值；
[0014]根據(jù)所述時(shí)間響應(yīng)序列和還原值計(jì)算后期預(yù)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)。
[0015]一種氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括:
[0016]實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)，并采用ー階平均強(qiáng)化緩沖算子對(duì)所述前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)進(jìn)行強(qiáng)化處理；
[0017]一次累加生成序列計(jì)算模塊，用于計(jì)算強(qiáng)化處理后的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)的一次累加生成序列；
[0018]緊鄰均值生成序列計(jì)算模塊，用于計(jì)算所述一次累加生成序列的緊鄰均值生成序列；
[0019]模型參數(shù)值計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述強(qiáng)化處理后的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)以及所述緊鄰均值生成序列計(jì)算GM (1，I)模型的最小ニ乘估計(jì)參數(shù)值；
[0020]時(shí)間響應(yīng)序列和還原值計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述最小ニ乘估計(jì)參數(shù)值計(jì)算所述GM(1，I)模型的時(shí)間響應(yīng)序列和還原值；
[0021]預(yù)測(cè)值計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述時(shí)間響應(yīng)序列和還原值計(jì)算后期預(yù)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)。
[0022]由以上方案可以看出，本發(fā)明的氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，對(duì)前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)采用ー階平均強(qiáng)化緩沖算子進(jìn)行強(qiáng)化處理，然后利用GM(I，I)模型進(jìn)行建模，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)后期氨基漆色差性能數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)。本發(fā)明的方案根據(jù)試驗(yàn)產(chǎn)生的前期數(shù)據(jù)即可進(jìn)行建模和預(yù)測(cè)出后期數(shù)據(jù)，這樣一來(lái)有效解決了傳統(tǒng)方案中試驗(yàn)時(shí)間比較長(zhǎng)的問(wèn)題，可以將試驗(yàn)時(shí)間縮短一半，節(jié)約了成本；并且本發(fā)明提高了模型模擬和預(yù)測(cè)的精度，使平均預(yù)測(cè)精度可達(dá)90%以上，比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)擬合方法的模擬精度要高，保證了預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和應(yīng)用價(jià)值；另外本發(fā)明還解決了預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)變化規(guī)律不一致的問(wèn)題。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中一種氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)方法的流程示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中采用實(shí)驗(yàn)室太陽(yáng)輻射-濕熱-鹽霧多因素綜合/組合加速模擬試驗(yàn)方法的試驗(yàn)剖面示意圖；
[0025]圖3為采用本申請(qǐng)的方案與采用傳統(tǒng)對(duì)數(shù)擬合方法的模擬數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)比示意圖；
[0026]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中一種氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖以及具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)ー步的描述。[0028]參見(jiàn)圖1所示，一種氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟:
[0029]步驟S101，獲取前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)，并采用ー階平均強(qiáng)化緩沖算子對(duì)所述前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)進(jìn)行強(qiáng)化處理，然后進(jìn)入步驟S102。
[0030]作為ー個(gè)較好的實(shí)施例，所述獲取前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)的過(guò)程具體可以包括如下:采用實(shí)驗(yàn)室太陽(yáng)輻射-濕熱-鹽霧多因素綜合/組合加速模擬試驗(yàn)方法來(lái)獲取所述前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)。采用實(shí)驗(yàn)室太陽(yáng)輻射-濕熱-鹽霧多因素綜合/組合加速模擬試驗(yàn)方法，試驗(yàn)40天至60天可以基本了解氨基漆的環(huán)境適應(yīng)性，這種加速試驗(yàn)方法已被證實(shí)與自然大氣暴露試驗(yàn)具有較好的相關(guān)性。本發(fā)明實(shí)施例中，所述試驗(yàn)以24小時(shí)為I個(gè)周期，由太陽(yáng)輻射、濕熱、鹽霧三個(gè)部分組成，太陽(yáng)輻射量值為0.60ff/m2i340nm,濕熱試驗(yàn)量值為45°C、RH95%，鹽霧試驗(yàn)量值為35で、5%中性NaCl溶液，I個(gè)周期內(nèi)太陽(yáng)輻射、濕熱、鹽霧三者的作用時(shí)間分別為22小吋、I小吋、I小時(shí)，試驗(yàn)剖面如圖2所示。
[0031]色差是氨基漆性能變化的主要性能指標(biāo)之一，本發(fā)明實(shí)施例的試驗(yàn)過(guò)程中，可以以5天為一周期，對(duì)色差數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)。
[0032]另外，本發(fā)明實(shí)施例中采用灰色預(yù)測(cè)方法，通過(guò)用前20天測(cè)試的數(shù)據(jù)建立GM (I,I)模型，來(lái)對(duì)后期20天試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。由于氨基漆的色差性能變化數(shù)據(jù)并不是完全符合GM (1，I)模型所表達(dá)的指數(shù)形式，因此需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，如進(jìn)行弱化處理或強(qiáng)化處理。本發(fā)明實(shí)施例中采用ー階平均強(qiáng)化緩沖算了進(jìn)行強(qiáng)化處理。主要過(guò)程如下:
[0033]設(shè)前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)組成的向量為X(0) = {x(°) (I)，x(0) (2),..., xW(n) }，經(jīng)ー階平均強(qiáng)化緩沖算子處理的數(shù)據(jù)為XD1= {x(Q)(l)d，x(Q)(2)d，, x(Q)(n)d}，其中:
【權(quán)利要求】
1.一種氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟: 獲取前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)，并采用ー階平均強(qiáng)化緩沖算子對(duì)所述前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)進(jìn)行強(qiáng)化處理； 計(jì)算強(qiáng)化處理后的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)的一次累加生成序列； 計(jì)算所述一次累加生成序列的緊鄰均值生成序列； 根據(jù)所述強(qiáng)化處理后的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)以及所述緊鄰均值生成序列計(jì)算GM( I，I)模型的最小二乘估計(jì)參數(shù)值； 根據(jù)所述最小二乘估計(jì)參數(shù)值計(jì)算所述GM (1，I)模型的時(shí)間響應(yīng)序列和還原值； 根據(jù)所述時(shí)間響應(yīng)序列和還原值計(jì)算后期預(yù)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述獲取前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)的過(guò)程包括: 采用實(shí)驗(yàn)室太陽(yáng)輻射-濕熱-鹽霧多因素綜合/組合加速模擬試驗(yàn)方法來(lái)獲取所述前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)；所述試驗(yàn)以24小時(shí)為I個(gè)周期，由太陽(yáng)輻射、濕熱、鹽霧三個(gè)部分組成，太陽(yáng)輻射量值為0.60W/m2@340nm，濕熱試驗(yàn)量值為45°C、RH95%，鹽霧試驗(yàn)量值為35°C、5%中性NaCl溶液，I個(gè)周期內(nèi)太陽(yáng)輻射、濕熱、鹽霧三者的作用時(shí)間分別為22小時(shí)、1小時(shí)、1小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，在計(jì)算出所述GM (1，I)模型的時(shí)間響應(yīng)序列和還原值之后，還包括步驟: 計(jì)算所述前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)、一次累加生成序列的模擬值； 根據(jù)所述前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)、一次累加生成序列的模擬值進(jìn)行模型誤差檢驗(yàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)所述前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)、一次累加生成序列的模擬值進(jìn)行模型誤差檢驗(yàn)的過(guò)程包括: 計(jì)算所述前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)與所述一次累加生成序列的模擬值的殘差; 根據(jù)所述殘差計(jì)算相對(duì)誤差； 根據(jù)所述相對(duì)誤差計(jì)算平均相對(duì)誤差； 根據(jù)所述平均相對(duì)誤差進(jìn)行模型誤差檢驗(yàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，在計(jì)算出所述氨基漆色差性能數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值之后，還包括步驟: 獲取后期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)，井根據(jù)所述后期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)對(duì)所述后期預(yù)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)進(jìn)行精度檢驗(yàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)為4個(gè)以上；所述后期預(yù)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)為5個(gè)以下。
7.一種氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)，并采用ー階平均強(qiáng)化緩沖算子對(duì)所述前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)進(jìn)行強(qiáng)化處理；一次累加生成序列計(jì)算模塊，用于計(jì)算強(qiáng)化處理后的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)的一次累加生成序列； 緊鄰均值生成序列計(jì)算模塊，用于計(jì)算所述一次累加生成序列的緊鄰均值生成序列；模型參數(shù)值計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述強(qiáng)化處理后的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)以及所述緊鄰均值生成序列計(jì)算GM (1，1)模型的最小二乘估計(jì)參數(shù)值； 時(shí)間響應(yīng)序列和還原值計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述最小二乘估計(jì)參數(shù)值計(jì)算所述GM (I,I)模型的時(shí)間響應(yīng)序列和還原值； 預(yù)測(cè)值計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述時(shí)間響應(yīng)序列和還原值計(jì)算后期預(yù)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 模擬值計(jì)算模塊，用于計(jì)算所述前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)、一次累加生成序列的模擬值； 模型誤差檢驗(yàn)?zāi)K，用于根據(jù)所述前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)、一次累加生成序列的模擬值進(jìn)行模型誤差檢驗(yàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在干，所述模型誤差檢驗(yàn)?zāi)K包括: 殘差計(jì)算模塊，用于計(jì)算所述前期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)與所述一次累加生成序列的模擬值的殘差； 相對(duì)誤差計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述殘差計(jì)算相對(duì)誤差； 平均相對(duì)誤差計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述相對(duì)誤差計(jì)算平均相對(duì)誤差； 檢驗(yàn)?zāi)K，用于根據(jù)所述平均相對(duì)誤差進(jìn)行模型誤差檢驗(yàn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氨基漆加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 精度檢驗(yàn)?zāi)K，用于獲取后期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)，井根據(jù)所述后期實(shí)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)對(duì)所述后期預(yù)測(cè)的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)進(jìn)行精度檢驗(yàn)。
【文檔編號(hào)】G01N21/25GK103592232SQ201310535693
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月1日
【發(fā)明者】袁敏, 王 忠 申請(qǐng)人:工業(yè)和信息化部電子第五研究所