【技术实现步骤摘要】
一种基于粒子滤波的性能状态百分位值估计方法
[0001]本专利技术属于可靠性领域，具体涉及一种基于粒子滤波的性能状态百分位值估计方法。
技术介绍
[0002]在工业和工程领域中，随着产品和设备运行时间的增加，其零部件和结构不可避免会发生退化或损耗，最终导致设备的失效。而在一些关键的任务中，设备的失效将引发重大的事故，带来巨大的经济甚至人员损失，因此为保障产品和设备的正常运行，对它们的健康状态和可靠性进行准确评估尤为重要。
[0003]传统的可靠性分析方法往往基于失效时间数据来分析设备的可靠性，通过选取适量样本进行寿命试验，得到大量失效时间数据，然后根据失效时间的分布建立相应的模型，从而实现设备可靠性的评估。而近些年来，随着结构的精细化和设计的智能化，以及制造技术和材料工艺的发展，设备越来越呈现出高成本，长寿命的特点。对于这类设备而言，受时间、费用等因素限制，难以获得大量失效时间数据，导致传统的可靠性分析方法不再适用。随着传感器应用的不断增加，基于状态监测的可靠性实时评估技术越来越受到人们的关注。该方法基于设备...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于粒子滤波的性能状态百分位值估计方法，其特征在于：该方法包括以下六个步骤：第一步，针对量测噪声标准差随时间增加的系统，建立其状态方程和量测方程，并基于状态扩维改写系统状态方程和量测方程；第二步，滤波初始化：根据性能状态和参数的初始概率密度随机产生初始粒子；第三步，先验估计：基于状态方程，对所有粒子进行一步时间更新，得到当前时刻性能状态和参数粒子的先验估计；第四步，计算似然概率密度：根据当前时刻最新量测值计算每个粒子的似然概率密度并归一化；第五步，基于粒子的似然概率密度进行重采样，得到性能状态和参数的后验估计；第六步，依据性能状态的均值和方差的估计，计算性能状态的百分位值估计。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一步中建立并改写系统状态方程和量测方程的方式如下：对于一个设备系统，其状态方程如式(1)所示：x
k
＝f(x
k
‑1)+w
k
‑1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中，k为时间步数，x
k
表示系统的性能状态，该参数是反映系统健康状态的指标；f(
·
)是一个确定性的函数，w
k
‑1表示系统噪声，其均值为0，协方差为Q
k
‑1；系统的量测方程如式(2)所示：y
k
＝h(x
k
)+v
k
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式中，y
k
表示系统性能状态的量测值，h(
·
)是一个确定性的函数，v
k
表示量测噪声，其均值为0，在实际中，量测噪声的标准差往往随着时间增加而增大，可以表示为：σ
k
＝a
·
k
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)式中，σ
k
表示量测噪声的标准差，a为未知参数；对式(1)和(2...
【专利技术属性】
技术研发人员：张勇波，王俊玲，郭建超，平宇飞，周健，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。