一种基于经验累积分布函数的小样本威布尔参数估计方法技术

技术编号:44486556 阅读:31 留言:0更新日期:2025-03-04 17:51
本发明专利技术公开了一种基于经验累积分布函数的小样本威布尔疲劳寿命分布迭代参数估计方法,涉及产品寿命评估技术领域,包括:确定经验累积分布参数公式以及经验累积分布参数的取值范围;设置迭代计算中所述经验累积分布参数公式的初值,并根据近似中位秩公式将所述初值设定为0.3;根据所述经验累积分布参数公式和升序排列的疲劳试验寿命样本数据,基于最小二乘回归法计算形状参数和尺度参数初值,基于蒙特卡洛方法和最小均方相对误差对所述经验累积分布参数公式进行迭代,得到最优经验累积分布参数公式以及收敛的形状参数和尺度参数,从而可以在小样本数据容量的情况下,实现直观、准确的威布尔参数估计,取得较好的估计效果,减小估计误差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及产品寿命评估,具体是一种基于经验累积分布函数的小样本威布尔疲劳寿命分布迭代参数估计方法。


技术介绍

1、威布尔概率分布模型是机械结构或产品疲劳寿命分布研究中应用较为广泛的一种统计分布模型,对各种疲劳试验数据有着极强的适应能力,并在结构可靠性设计中发挥着重要作用。在疲劳统计应用中,威布尔分布的模型参数由相应疲劳试验数据计算得出。然而,由于时间和成本的限制,疲劳试验的样本量并不会太大,基本属于小样本的范畴,这使得威布尔参数估计较为困难。

2、威布尔模型较为复杂,其模型参数的合理估计成为实际应用中的关键问题。现有的参数估计方法理论涉及广泛,包括(加权)最小二乘回归、矩估计、极大似然估计和线性矩估计等方法以及基于各种智能算法和目标函数的威布尔参数优化估计方法。通常情况下,这些参数估计方法在样本数据量较大的情况下都能获得较好的估计效果,且随样本数量的增加基本趋于一致,然而,在小样本的情况下,这些方法的参数估计精度均有不同程度的下降。而在工程实践中,相对于极大似然法,对于小样本量的完全数据,最小二乘回归法可以给出更合理的求解参数。

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【技术保护点】

1.一种基于经验累积分布函数的小样本威布尔疲劳寿命分布迭代参数估计方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于经验累积分布函数的小样本威布尔疲劳寿命分布迭代参数估计方法,其特征在于,所述确定经验累积分布参数公式以及经验累积分布参数的取值范围,具体包括:

3.根据权利要求1所述的一种基于经验累积分布函数的小样本威布尔疲劳寿命分布迭代参数估计方法,其特征在于,所述根据所述经验累积分布参数公式和升序排列的疲劳试验寿命样本数据,基于最小二乘回归法计算威布尔分布模型的形状参数和尺度参数初值,基于蒙特卡洛方法和最小均方相对误差准则对所述经验累积分布参数公式进行多...

【技术特征摘要】

1.一种基于经验累积分布函数的小样本威布尔疲劳寿命分布迭代参数估计方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于经验累积分布函数的小样本威布尔疲劳寿命分布迭代参数估计方法,其特征在于,所述确定经验累积分布参数公式以及经验累积分布参数的取值范围,具体包括:

3.根据权利要求1所述的一种基于经验累积分布函数的小样本威布尔疲劳寿命分布迭代参数估计方法,其特征在于,所述根据所述经验累积分布参数公式和升序排列的疲劳试验寿命样本数据,基于最小二乘回归法计算威布尔分布模型的形状参数和尺度参数初值,基于蒙特卡洛方法和最小均方相对误差准则对所述经验累积分布参数公式进行多次迭代,得到最优经验累积分布参数公式以及收敛的形状参数和尺度参数,所述收敛的形状参数和尺度参数即为所述威布尔分布模型的参数估计值,具体包括:

4.根据权利要求3所述的一种基于经验累积分布函数的小样本威布尔疲劳寿命分布迭代参数估计方法,其特征在于,开展蒙特卡罗数值模拟实验,将所述威布尔分布模型的形状参数初值和尺度参数初值作为所述威布尔分布模型的形状参数真值αtrue和尺度参数真值βtrue,即并随机生成与所述疲劳试验寿命样本数据容量一致的威布尔随机样本数据,设置所述蒙特卡罗数值模拟实验的次数为n,得到n组所述威布尔随机样本数据。

5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋迎东李亚松孙志刚牛序铭
申请(专利权)人:南京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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