一種機械系統(tǒng)潛在性能退化的間接評估方法
【專利摘要】一種機械系統(tǒng)潛在性能退化的間接評估方法，以零部件失效時間間隔數(shù)據(jù)序列為分析對象，從中選取部分數(shù)據(jù)作為初始樣本集，估計其概率密度函數(shù)，并計算平均失效時間和概率信息熵，逐個取得失效時間間隔數(shù)據(jù)擴大樣本集，得到平均失效時間序列和概率信息熵序列，根據(jù)平均失效時間序列計算出相對累積退化率，用于量化評估系統(tǒng)整體性能退化程度，并使用概率信息熵序列判斷引起系統(tǒng)性能退化的主導因素類型，本發(fā)明建立零部件與整體系統(tǒng)退化失效過程之間的對應關系，實現(xiàn)了潛在系統(tǒng)性能退化的間接評估。
【專利說明】一種機械系統(tǒng)潛在性能退化的間接評估方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于機械系統(tǒng)性能退化分析【技術領域】，具體涉及一種機械系統(tǒng)潛在性能退化的間接評估方法。
【背景技術】
[0002]機械系統(tǒng)由多個零部件構成，其性能退化和可靠性下降由零部件的失效累積疊加而成，但又不等同于單個零部件的失效。當零部件出現(xiàn)機械、物理或化學損傷，會引起系統(tǒng)局部功能的變化，隨著損傷的進一步發(fā)展，不僅導致局部功能的喪失，而且會造成整個系統(tǒng)的故障。經(jīng)過維修后，系統(tǒng)恢復正常工作狀態(tài)，但隨著服役時間的延長，其它零部件又發(fā)生類似的失效經(jīng)歷，在系統(tǒng)運行的時間歷程上表現(xiàn)為正常-退化-故障-恢復正常周而復始的循環(huán)過程。在該過程中，多個零部件的退化失效對系統(tǒng)造成的影響逐漸積累下來，使整個系統(tǒng)的性能逐漸下降，直至最終報廢。
[0003]作為一個長時間緩慢變化的潛在發(fā)展過程，機械系統(tǒng)的整體性能退化無法直接觀測。由于整個系統(tǒng)與失效的零部件存在結構關聯(lián)，而且零部件的退化失效是導致系統(tǒng)性能衰退的本質(zhì)原因，因此可以通過易于直接觀測記錄的零部件失效時間數(shù)據(jù)，間接跟蹤整個系統(tǒng)累積退化量的變化，實現(xiàn)對系統(tǒng)性能衰退的分析評估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供了一種機械系統(tǒng)潛在性能退化的間接評估方法，利用能夠直接觀測的零部件失效時間間隔數(shù)據(jù)，跟蹤零部件平均失效時間與概率信息熵的變化，并根據(jù)平均失效時間計算`系統(tǒng)的相對累積退化率，建立零部件與整體系統(tǒng)退化失效過程之間的對應關系，實現(xiàn)系統(tǒng)性能退化的間接評估。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術解決方案是:
[0006]一種機械系統(tǒng)潛在性能退化的間接評估方法，以零部件失效時間間隔數(shù)據(jù)為分析對象，估計其概率密度函數(shù)，計算平均失效時間和概率信息熵，根據(jù)平均失效時間計算相對累積退化率，用于評估系統(tǒng)性能退化程度，并使用概率信息熵判斷引起系統(tǒng)性能退化的主導因素類型，具體包括以下步驟:
[0007]I)記錄機械系統(tǒng)服役過程中零部件失效的時間間隔樣本Iti, i=l,…，n}，其中η為樣本總數(shù)；
[0008]2)選取前I個零部件失效時間間隔組成初始樣本集T1=It1, t2,…，；
[0009]3)使用高斯核密度估計方法，得到樣本集的概率密度估計
p(jj I =j=1，2,…，m，其中y」為概率密度估計點，m為估計點數(shù)，

/CT
, (..K(t.Y,) = ---f=e 2λ；為高斯核函數(shù)，σ為平滑因子；[0010]4)計算樣本集的平均失效時間
【權利要求】
1.一種機械系統(tǒng)潛在性能退化的間接評估方法，其特征在于:以零部件失效時間間隔數(shù)據(jù)為分析對象，估計其概率密度函數(shù)，計算平均失效時間和概率信息熵，根據(jù)平均失效時間計算相對累積退化率，用于評估系統(tǒng)性能退化程度，并使用概率信息熵判斷引起系統(tǒng)性能退化的主導因素類型，具體包括以下步驟: O記錄機械系統(tǒng)服役過程中零部件失效的時間間隔樣本Iti, i=l,…，η}，其中η為樣本總數(shù)； 2)選取前I個零部件失效時間間隔組成初始樣本集T1=It1,t2,…，tj ； 3)使用高斯核密度估計方法，得到樣本集的概率密度估計

【文檔編號】G06F19/00GK103729548SQ201310699357
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權日:2013年12月18日
【發(fā)明者】張慶, 華成, 徐光華, 王晶 申請人:西安交通大學