多失效模式下多模型集成航空發(fā)動機運行可靠性評估方法
【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)動機運行可靠性評估方法，包括：分析多失效模式、建立多失效模式分析模型、建立評估備選模型、判斷各模型的優(yōu)劣、建立多模型集成評估模型、應(yīng)用貝葉斯模型平均方法，分析多種失效模式對航空發(fā)動機運行可靠性的影響、采用馬爾可夫鏈蒙特卡洛算法仿真計算航空發(fā)動機運行可靠性。本發(fā)明分別針對典型的失效模式，性能退化失效、結(jié)構(gòu)強度失效和突發(fā)失效進行了分析，在眾多備選模型中選擇一個最優(yōu)模型，再應(yīng)用多模型集成技術(shù)，將多個模型集成到一個框架中進行航空發(fā)動機運行可靠性評估，提高航空發(fā)動機運行可靠性評估的準確性。
【專利說明】多失效模式下多模型集成航空發(fā)動機運行可靠性評估方法
【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)動機運行可靠性評估方法。
【背景技術(shù)】
[0002]確評估航空發(fā)動機運行可靠性水平，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，實現(xiàn)航空發(fā)動機運行過程中“安全”和“經(jīng)濟性”的有機結(jié)合。
[0003]航空發(fā)動機作為典型的復雜系統(tǒng)，在運行過程中，多種因素共同影響其可靠性水平，其運行可靠性評估的復雜性體現(xiàn)在以下三方面，一是航空發(fā)動機運行過程中往往多種失效模式并存，每種失效模式的作用機制及變化規(guī)律各不相同，增加了運行可靠性評估的難度；二是當存在多種失效模式且失效模式不斷切換和變化時，建立的可靠性評估模型往往存在著一定的不確定性，難以準確描述航空發(fā)動機運行可靠性水平；三是當多種失效模式并存時，單一的運行可靠性評估模型往往無法綜合反映多種失效模式對航空發(fā)動機運行可靠性的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中單一的可靠性評估模型無法綜合反映多種失效模式對航空發(fā)動機運行可靠性的影響的問題，提供了一種針對多失效模式下多模型集成航空發(fā)動機運行可靠性評估方法。
[0005]本發(fā)明提出的一種針對多失效模式的多模型集成航空發(fā)動機運行可靠性評估方法，包括以下步驟:
[0006]I)分析航空發(fā)動機的多失效模式；
[0007]2)建立從結(jié)構(gòu)維和時間維進行航空發(fā)動機運行可靠性評估的多失效模式分析模型，進行多失效模式分析；
[0008]3 )建立航空發(fā)動機運行可靠性評估備選模型；
[0009]4)采用貝葉斯因子方法選擇航空發(fā)動機運行可靠性評估模型，通過貝葉斯因子的不同取值判斷各模型優(yōu)劣，作為選擇和評價單一模型描述航空發(fā)動機運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)動機運行可靠性評估模型
【權(quán)利要求】
1.一種多失效模式下多模型集成航空發(fā)動機運行可靠性評估方法，其特征在于包括以下步驟: 1)分析航空發(fā)動機的多失效模式； 2)建立從結(jié)構(gòu)維和時間維進行航空發(fā)動機運行可靠性評估的多失效模式分析模型，進行多失效模式分析； 3)建立航空發(fā)動機運行可靠性評估備選模型； 4)采用貝葉斯因子方法選擇航空發(fā)動機運行可靠性評估模型，通過貝葉斯因子的不同取值判斷各模型優(yōu)劣，作為選擇和評價單一模型航空發(fā)動機運行可靠性評估的依據(jù)； 5)綜合分析多種失效模式，建立多模型集成航空發(fā)動機運行可靠性評估模型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航空發(fā)動機運行可靠性的影響，航空發(fā)動機運行可靠性評估表達式是
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)動機運行可靠性評估方法，其特征在于:步驟I)所述的多失效模式包括航空發(fā)動機性能退化失效、結(jié)構(gòu)強度失效及突發(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)動機運行可靠性評估方法，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)動機運行可靠性評估中的多失效模式分析以及通過復合模型和條件概率分布從時間維角度建立航空發(fā)動機運行評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)動機運行可靠性評估方法，其特征在于:步驟3)所述的航空發(fā)動機運行可靠性評估備選模型包括基于Ga_a過程的性能退化失效運行可靠性評估模型M1，基于Wiener過程的結(jié)構(gòu)強度失效運行可靠性評估模型M2,基于Weibull分布的突發(fā)失效運行可靠性評估模型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)動機運行可靠性評估方法，其特征在于:所述的基于Ga_a過程的性能退化失效運行可靠性評估模型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)動機運行可靠性評估方法，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)動機運行可靠性評估的參數(shù)，則備選運行可靠性評估馬對吣的貝葉斯因子為
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)動機運行可靠性評估方法，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時刻的狀態(tài)值P t1)，從建議分布中產(chǎn)生一個候選點P ；； (2)計算候選點θ*的接受概率
【文檔編號】G06F17/50GK103778295SQ201410038230
【公開日】2014年5月7日 申請日期: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 申請人:南京航空航天大學