基于歷史信息的固體火箭發(fā)動機健康狀態(tài)評估方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于歷史信息的固體火箭發(fā)動機健康狀態(tài)評估方法，具體為：劃分固體火箭發(fā)動機健康狀態(tài)等級；歷史信息指標及權重；專家歷史信息指標進行打分；確定白化權函數(shù)；計算聚類對象屬于k灰度的決策系數(shù)，確定健康狀態(tài)。
【專利說明】
基于歷史信息的固體火箭發(fā)動機健康狀態(tài)評估方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于歷史信息的固體火箭發(fā)動機健康狀態(tài)評估方法，屬于健康狀 態(tài)評估技術領域。
【背景技術】
[0002] 歷史信息主要包括固體火箭發(fā)動機的自身信息（出廠時間、理論壽命等）、發(fā)生故 障的歷史記錄、維修記錄、同類設備發(fā)生故障情況、貯存時間以及所經歷的任務剖面等。由 于固體火箭發(fā)動機具有"長期貯存、一次使用"的特點，在其整個壽命周期內要反復經歷運 輸、貯存、測試等不同的任務剖面，對健康狀況產生一定影響，同時隨著貯存時間的增加，固 體火箭發(fā)動機各個設備(部件)開始劣化，如彈性材料、電子元器件的老化等導致故障率的 增高。同類發(fā)動機可能發(fā)生相同的故障，也可能發(fā)生不同的故障，即使故障維修消除后，也 可能故障再次發(fā)生，因此各個發(fā)動機的同類故障、歷史故障的統(tǒng)計也有助于同類發(fā)動機的 健康狀態(tài)評估。因此，發(fā)明一種可以有效、定量、客觀科學的基于歷史信息的固體火箭發(fā)動 機健康狀態(tài)評估方法十分必要。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種基于歷史信息的的固體火箭發(fā)動機健 康狀態(tài)評估方法，通過對歷史信息指標進行專家打分，利用歷史信息指標權重和白化權函 數(shù)值計算固體火箭發(fā)動機處于不同健康狀態(tài)等級的隸屬度，實現(xiàn)了固體火箭發(fā)動機健康狀 態(tài)的評估，有利于實現(xiàn)了武器裝備向預計性維修的轉變，具體評估步驟如下：
[0004] 1.健康狀態(tài)等級劃分:為了更好的描述固體火箭發(fā)動機的健康狀態(tài)，從健康管理 的角度出發(fā)，將固體火箭發(fā)動機健康狀態(tài)分為5個等級，分別為：良好、正常、注意、惡化和病 ??τ 〇
[0005] 2.歷史信息指標及權重:歷史信息指標包括任務剖面、於存時間、同類故障、歷史 故障4個指標，各個指標權重采用專家打分，打分表如表1所示。根據(jù)專家打分情況基于可拓 層次分析法對各級評估指標進行權重分析，得到各級評估指標進行權重lb (j = 1，2，…m)。
[0006] 表1專家打分表
[0008] 3.歷史信息指標專家打分。專家根據(jù)歷史記錄對各評估指標進行評分，分值為0- 100。0-20分為"病態(tài)"，21-40分為"惡化"，41-60分為"注意"，61-80分為"正常"，81-100分為 "良好"。
[0009] 4.確定白化權函數(shù)。其中健康狀態(tài)等級中"良好"采用下限測度白化權函數(shù)式（1)， "正常"采用典型白化權函數(shù)式⑵，"注意"采用適中測度白化權函數(shù)式(3)，"惡化"采用典 型白化權函數(shù)式(4)，"病態(tài)"采用上限測度白化權函數(shù)式(5)。
[0015] 式中：./，(Λ-χυ,2,3,4.5)分別表示"良好"、"正常"、"注意"、"惡化"和"病態(tài)"的白 化權函數(shù)，X為專家打分分值。。
[0016] 5.將專家對于不同歷史信息的打分分值利用公式（1) 一 (5)計算得到處于不同健 康狀態(tài)的白化權函數(shù)值/,; = 和基于可拓層次分析法對各級評估指標進行權 重分析的結果r^(j = l，2,…m)代入公式(6)中計算聚類對象i屬于k灰度的決策系數(shù)，確定 健康狀態(tài)。
[0018]式中：白化權函數(shù)./以_) (./ = U 2,…= 1,2,…為j指標k子類白化權函數(shù)，nj (j =1，2，…m)為j指標的綜合權重，
[0019] 本發(fā)明提出的方法能夠考慮評估過程中的歷史信息的不確定性，并給出未知信息 的信任度，實現(xiàn)以定性定量的方式地實時評估固體火箭發(fā)動機健康狀態(tài)。
【附圖說明】
[0020] 圖1基于歷史信息的固體火箭發(fā)動機健康狀態(tài)評估方法流程。
【具體實施方式】
[0021] 本下面舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。
[0022] 如圖1所示，基于歷史信息的固體火箭發(fā)動機健康狀態(tài)評估方法流程如下：
[0023] 1.健康狀態(tài)等級劃分
[0024] 為了更好的描述固體火箭發(fā)動機的健康狀態(tài)，將固體火箭發(fā)動機健康狀態(tài)分為5 個等級，分別為：良好、正常、注意、惡化和病態(tài)。
[0025] 2.歷史信息指標及權重
[0026]固體火箭發(fā)動機的歷史信息為:貯存時間為180天，經歷鐵路運輸2500km，公路運 輸200km，同類故障0次，歷史故障0次。根據(jù)專家對任務剖面、貯存時間、同類故障、歷史故障 4個歷史信息指標權重進行打分，得到歷史信息指標的綜合可拓判斷矩陣，如表1所示。 [0027]表1綜合可拓判斷矩陣
[0029] 根據(jù)表1基于可拓層次分析法可以得到：歷史信息各個指標的權重分別為任務剖 面ηι = 〇 .4106,貯存時間η2 = 〇· 2609,同類故障 η3 = 〇·1938,歷史故障 η4=〇·1347。
[0030] 3.歷史信息指標專家打分
[0031] 選取7名專家，分別根據(jù)歷史信息記錄對各個項目進行評分。7名專家的評分權重 相同，對7名專家的評分取其平均值得到各個項目的分數(shù)分別為:任務剖面76.38分、貯存時 間65.33分、同類故障100分、歷史故障100分。
[0032] 4.確定白化權函數(shù)。
[0033]健康狀態(tài)等級中"良好"采用下限測度白化權函數(shù)式（1)，"正常"采用典型白化權 函數(shù)式(2)，"注意"采用適中測度白化權函數(shù)式(3)，"惡化"采用典型白化權函數(shù)式(4)，"病 態(tài)"采用上限測度白化權函數(shù)式(5)。

[0039] 式中.//(x)(h 1,2,3,4,5)分別表示"良好"、"正常"、"注意"、"惡化"和"病態(tài)"的白 化權函數(shù)。
[0040] 5.計算聚類對象屬于k灰度的決策系數(shù)，確定健康狀態(tài)。
[0041] 將專家打分分值X和歷史信息指標權重ru(j = l，2,…m)分別代入公式（1)_(6)，計 算聚類對象屬于k灰度的決策系數(shù)。

[0047] 因此隸屬度向量為(0.0432,0.8404,0.1164,0,0)，即固體火箭發(fā)動機基于歷史信 息健康狀態(tài)評估結果為"正常"狀態(tài)的概率為84.04%。
[0048] 因此，采取本實施例提供的基于歷史信息的的固體火箭發(fā)動機健康狀態(tài)評估方 法，通過對歷史信息指標進行專家打分，利用歷史信息指標權重和白化權函數(shù)值計算固體 火箭發(fā)動機處于不同健康狀態(tài)等級的決策系數(shù)，實現(xiàn)了固體火箭發(fā)動機健康狀態(tài)的評估。
[0049] 綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的 保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種基于歷史信息的固體火箭發(fā)動機健康狀態(tài)評估方法，其特征在于包含以下步 驟： 步驟一:健康狀態(tài)等級劃分； 步驟二:確定歷史信息指標及權重； 步驟三:歷史信息指標專家打分； 步驟四：確定白化權函數(shù)； 步驟五:計算聚類對象屬于k灰度的決策系數(shù)，確定健康狀態(tài)。2. 如權利要求1所述的基于歷史信息的固體火箭發(fā)動機健康狀態(tài)評估方法，其特征在 于，步驟一所述的固體火箭發(fā)動機健康狀態(tài)分為5個等級，分別為：良好、正常、注意、惡化和 病態(tài)。3. 如權利要求1所述的基于歷史信息的固體火箭發(fā)動機健康狀態(tài)評估方法，其特征在 于步驟二中所述的歷史信息指標包括任務剖面、貯存時間、同類故障、歷史故障4個指標，各 個指標權重采用專家打分，根據(jù)專家打分情況基于可拓層次分析法對各級評估指標進行權 重分析，得到各級評估指標進行權重(j = 1，2，…m)。4. 如權利要求1所述的基于歷史信息的固體火箭發(fā)動機健康狀態(tài)評估方法，其特征在 于步驟三所述的歷史信息指標采用專家打分，專家根據(jù)歷史記錄對各評估指標進行評分， 分值為0-100;0-20分為"病態(tài)"，21-40分為"惡化"，41-60分為"注意"，61-80分為"正常"， 81-100分為"良好"。5. 如權利要求1所述的基于歷史信息的固體火箭發(fā)動機健康狀態(tài)評估方法，其特征在 于步驟四所述的白化權函數(shù)為:健康狀態(tài)等級中"良好"采用下限測度白化權函數(shù)#，"正 常"采用典型白化權函數(shù)人 2，"注意"采用適中測度白化權函數(shù)//，"惡化"采用典型白化權函 數(shù)/；，"病態(tài)"采用上限測度白化權函數(shù)/, 5:式中，=.1,2,3,4,5)分別表示"良好"、"正常"、"注意"、"惡化"和"病態(tài)"的白化 權函數(shù)，X為專家打分分值。6.如權利要求1所述的基于歷史信息的固體火箭發(fā)動機健康狀態(tài)評估方法，其特征在 于步驟五所述的決策系數(shù)計算方法為，根據(jù)步驟四所述的白化權函數(shù)根據(jù)專家打分值X計 算得到的處于不同健康狀態(tài)的白化權函數(shù)值//=i,2,3,4,5)和基于可拓層次分析法對 各級評估指標進行權重分析的結果r^(j = l，2,…m)代入以下公式中計算聚類對象i屬于k 灰度的決策系數(shù)，確定健康狀態(tài)：式中，白化權函數(shù)_/f〇)(/ = U，…W彳= 1,2,···，妁為j指標k子類白化權函數(shù)，rb(j = l， m 2，···πι)為j指標的綜合權重，且Σ% =1。 Μ
【文檔編號】G06Q10/06GK105868890SQ201610173626
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】趙汝巖, 于亮, 王麗婷, 周源
【申請人】中國人民解放軍海軍航空工程學院