[发明专利]一种性能数据伴随的产品寿命及其可靠性预测方法

权利要求书

1.一种性能数据伴随的产品寿命及其可靠性预测方法，其特征在于，该方法的步骤如下：

(1)在产品性能试验以及服役运行期间，设定一个产品性能的评估线；

(2)检测产品性能，获得测量数据，建立产品性能的当前运行信息时间序列；

(3)对当前运行信息时间序列进行相空间重构，获得相点群；

(4)基于相点群，用5种混沌预测方法，在有效预测时间区间内，预测产品性能，获得产品性能的5个未来运行信息时间序列；

(5)由5个未来运行信息时间序列预测出达到性能评估线的5个性能寿命数据；

(6)基于5个预测的寿命数据，通过等概率可放回再抽样处理，获得大量的性能寿命生成数据；

(7)由性能寿命生成数据预测出未来产品性能寿命的概率密度函数；

(8)由未来产品性能寿命的概率密度函数预测出未来产品性能寿命的可靠性函数，完成产品性能寿命及其可靠性预测。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)是利用混沌时间序列理论对当前运行信息时间序列进行相空间重构。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)对当前运行信息时间序列X进行相空间重构，获得相点群X(s_t)：

X(s_t)＝(x(s_t)，…，x(s_t+(k-1)τ)，…，x(s_t+(m-1)τ))；s_t＝1，2，…，M；k＝1，2，…，m  (2)

式中，M＝N-(m-1)τ是相点个数，M＝N-(m-1)τ，x(S_t+(m-1)τ)是延迟值，τ是延迟时间，m是嵌入维数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(4)中5种混沌预测方法是加权零阶局域法(u＝1)、加权一阶局域法(u＝2)、一阶局域法(u＝3)、改进的加权一阶局域法(u＝4)和最大李雅普诺夫指数法(u＝5)。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述加权零阶局域法(u＝1)的计算公式为

X(M+sw)=Σl=1LX(il)exp(-k(dl-dmin))Σl=1Lexp(-k(dl-dmin));L=m+1;sw=1,2,...,Tλ;Tλ≤T---(3)]]>

式中，w是对应于时间序号s_t＝M+s_w的预测时间；s_w为预测时间w的序号；T_λ为实际预测步数；T为有效预测时间区间值，T＝1/λ₁，λ₁为用混沌时间序列理论求出的最大李雅普诺夫指数，d_l是中心点X(M+s_w-1)和第l个参考点X(i_l)之间的欧氏距离，d_min是d_l的最小值，k是一个参数(k≥1)，L表示有L个参考点与中心点的欧氏距离最近；

加权一阶局域法(u＝2)的计算公式为X^T(M+s_w)＝a_we+b_wX^T(M+s_w-1)  (4)

式中，e为单位列向量，a_w和b_w为相点演化参数，a_w和b_w由式(5)的线性方程组解出：

Σl=1LPlΣk=1mx(il+(k-1)τ)Σl=1LPlΣk=1m(x(il+(k-l)τ))2mΣl=1LPlΣk=1mx(il+(k-1)τ)awbw]]>

=Σl=1LPlΣk=1mx(il+1+(k-1)τ)x(il+(k-1)τ)Σl=1LPlΣk=1mx(il+1+(k-1)τ)---(5)]]>

式中，x(i_l+(k-1)τ)是X(i_l)的第k个数据，x(i_l+1+(k-1)τ)是X(i_l+1)的第k个数据，i_l∈(1，2，…，M+s_w-2)是X(i_l)的序号，P_l为权重，

Pl=exp(-(dl-dmin))Σl=1Lexp(-(dl-dmin));l=1,2,...,L---(6)]]>

在式(5)中，令P_l＝1，则加权一阶局域法就变为一阶局域法(u＝3)；

在式(3)中，将d_l定义为中心点X(M+s_w-1)和第l个参考点X(i_l)之间的夹角余弦，则加权零阶局域法就变为改进的加权一阶局域法(u＝4)；

最大李雅普诺夫指数法(u＝5)的计算公式为

||X(M+sw)-X(il+1)||=eλ1||X(M+sw-1)-X(il)||---(7).]]>