多失效模式下多模型集成航空发动机运行可靠性评估方法
【专利摘要】本发明提供了一种多失效模式下多模型集成航空发动机运行可靠性评估方法，包括：分析多失效模式、建立多失效模式分析模型、建立评估备选模型、判断各模型的优劣、建立多模型集成评估模型、应用贝叶斯模型平均方法，分析多种失效模式对航空发动机运行可靠性的影响、采用马尔可夫链蒙特卡洛算法仿真计算航空发动机运行可靠性。本发明分别针对典型的失效模式，性能退化失效、结构强度失效和突发失效进行了分析，在众多备选模型中选择一个最优模型，再应用多模型集成技术，将多个模型集成到一个框架中进行航空发动机运行可靠性评估，提高航空发动机运行可靠性评估的准确性。
【专利说明】多失效模式下多模型集成航空发动机运行可靠性评估方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及航空安全领域，具体是一种多失效模式下多模型集成航空发动机运行可靠性评估方法。
【背景技术】
[0002]确评估航空发动机运行可靠性水平，一方面可以为有效保障飞行安全提供依据，另一方面可以为制定维修决策提供支撑，实现航空发动机运行过程中“安全”和“经济性”的有机结合。
[0003]航空发动机作为典型的复杂系统，在运行过程中，多种因素共同影响其可靠性水平，其运行可靠性评估的复杂性体现在以下三方面，一是航空发动机运行过程中往往多种失效模式并存，每种失效模式的作用机制及变化规律各不相同，增加了运行可靠性评估的难度；二是当存在多种失效模式且失效模式不断切换和变化时，建立的可靠性评估模型往往存在着一定的不确定性，难以准确描述航空发动机运行可靠性水平；三是当多种失效模式并存时，单一的运行可靠性评估模型往往无法综合反映多种失效模式对航空发动机运行可靠性的影响。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决现有技术中单一的可靠性评估模型无法综合反映多种失效模式对航空发动机运行可靠性的影响的问题，提供了一种针对多失效模式下多模型集成航空发动机运行可靠性评估方法。
[0005]本发明提出的一种针对多失效模式的多模型集成航空发动机运行可靠性评估方法，包括以下步骤:
[0006]I)分析航空发动机的多失效模式；
[0007]2)建立从结构维和时间维进行航空发动机运行可靠性评估的多失效模式分析模型，进行多失效模式分析；
[0008]3 )建立航空发动机运行可靠性评估备选模型；
[0009]4)采用贝叶斯因子方法选择航空发动机运行可靠性评估模型，通过贝叶斯因子的不同取值判断各模型优劣，作为选择和评价单一模型描述航空发动机运行可靠性水平的依据；
[0010]5)综合分析多种失效模式，建立多模型集成航空发动机运行可靠性评估模型
【权利要求】
1.一种多失效模式下多模型集成航空发动机运行可靠性评估方法，其特征在于包括以下步骤: 1)分析航空发动机的多失效模式； 2)建立从结构维和时间维进行航空发动机运行可靠性评估的多失效模式分析模型，进行多失效模式分析； 3)建立航空发动机运行可靠性评估备选模型； 4)采用贝叶斯因子方法选择航空发动机运行可靠性评估模型，通过贝叶斯因子的不同取值判断各模型优劣，作为选择和评价单一模型航空发动机运行可靠性评估的依据； 5)综合分析多种失效模式，建立多模型集成航空发动机运行可靠性评估模型P (X，9 k, Mk) = P (Mk) p ( 0 kMk) p (X 0 k，Mk)，其中 k G K 表示模型指数，P (Mk)表示模型 Mk 的先验概率密度函数，P(QkMk)表示在模型Mk下参数向量01;的条件概率，？》01;^1;)表示在模型Mk和参数向量e k下事件X的条件概率密度函数； 6)应用贝叶斯模型平均方法，分析多种失效模式对航空发动机运行可靠性的影响，航空发动机运行可靠性评估表达式是
2.根据权利要求1所述的多失效模式下多模型集成航空发动机运行可靠性评估方法，其特征在于:步骤I)所述的多失效模式包括航空发动机性能退化失效、结构强度失效及突发失效的作用形式及失效规律。
3.根据权利要求1所述的多失效模式下多模型集成航空发动机运行可靠性评估方法，其特征在于:步骤2)所述的多失效模式分析包括通过混合概率分布从结构维角度建立航空发动机运行可靠性评估中的多失效模式分析以及通过复合模型和条件概率分布从时间维角度建立航空发动机运行评估中的多失效模式分析。
4.根据权利要求1所述的多失效模式下多模型集成航空发动机运行可靠性评估方法，其特征在于:步骤3)所述的航空发动机运行可靠性评估备选模型包括基于Ga_a过程的性能退化失效运行可靠性评估模型M1，基于Wiener过程的结构强度失效运行可靠性评估模型M2,基于Weibull分布的突发失效运行可靠性评估模型M3。
5.根据权利要求4所述的多失效模式下多模型集成航空发动机运行可靠性评估方法，其特征在于:所述的基于Ga_a过程的性能退化失效运行可靠性评估模型M1，假设退化量w(t)服从Ga(a，b)，其密度函数是
6.根据权利要求1所述的多失效模式下多模型集成航空发动机运行可靠性评估方法，其特征在于:步骤4)所述的贝叶斯因子方法为用X代表航空发动机运行可靠性评估的参数，则备选运行可靠性评估馬对吣的贝叶斯因子为
7.根据权利要求1所述的多失效模式下多模型集成航空发动机运行可靠性评估方法，其特征在于:步骤7)所述的Markov链迭代产生方法包括以下步骤，(I)假设m-1时刻的状态值P t1)，从建议分布中产生一个候选点P ；； (2)计算候选点θ*的接受概率
【文档编号】G06F17/50GK103778295SQ201410038230
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月26日 优先权日:2014年1月26日
【发明者】王华伟, 吴海桥, 葛红娟, 高军 申请人:南京航空航天大学