[发明专利]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

权利要求书

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,θ_k,M_k)＝P(M_k)p(θ_kM_k)p(Xθ_k,M_k)，其中k∈κ表示模型指数，P(M_k)表示模型M_k的先验概率密度函数，p(θ_kM_k)表示在模型M_k下参数向量θ_k的条件概率，p(Xθ_k,M_k)表示在模型M_k和参数向量θ_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其中f_j(R(f_j,R^T))表示已知运行可靠度R的情况下，失效模式j(j＝1,2,3)的概率密度函数；ρ_j表示第j种运行状态为失效模式导致系统失效的后验概率，非负且满足反映的是每种失效模式对运行可靠性的贡献程度；

7）采用马尔可夫链蒙特卡洛算法仿真计算贝叶斯模型平均中各失效模式权重，根据BMA权重与方差在似然函数中的权重变量进行随机采样，假设其符合正态分布，采用Metropolis-Hastings抽样技术，针对未知参数ρ_i(i＝1,2,3)的概率密度函数为π(ρ_i)，选取起始点ρ_i⁽⁰⁾，满足π(ρ_i⁽⁰⁾)＞0，迭代产生多个不同Markov链，使Markov链收敛于目标分布π(ρ_i)，计算航空发动机运行可靠性。

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1）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Gamma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Gamma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a和b分别为形状参数和尺度参数；基于Wiener过程的结构强度失效运行可靠性评估模型M₂，假设航空发动机的失效临界值是ε，其概率密度函数是基于Weibull分布的突发失效运行可靠性评估模型M₃，其概率密度函数表达式是t＞0，α＞0，β＞0表示尺度参数和形状参数。