[发明专利]基于比例故障率模型优化机械系统的维护方法及系统

权利要求书

1.一种基于比例故障率模型优化机械系统的维护方法，其特征在于包括：

建立比例故障率模型：建立威布尔PHM函数以及建立可靠度函数以及极大似然函数，并通过极大似然函数估计出威布尔PHM函数中的参数；

收集数据：收集历史寿命数据和实时监测数据；

对收集好的数据进行分析处理：将实时监测数据进行处理得到协变量，对历史寿命数据进行统计处理，得到正确的历史寿命数据；

将协变量和正确的历史寿命数据以及通过极大似然函数估计出来的威布尔PHM函数的参数分别带入建立好的可靠度函数内，得到测试时刻的可靠度并和预设可靠度阈值进行比较，求得维护时间，根据维护时间来判断机械系统是否需要维护或更换。

2.根据权利要求1所述的基于比例故障率模型优化机械系统的维护方法，其特征在于，所述建立比例故障率模型的具体过程为：

通过原始比例故障模型h(t，Z(t))＝h₀(t)λ(βZ(t)) (1)，

其中h₀(t)是确定的基本失效率，与失效时间有关，λ(βZ(t))为调整性的反映设备特征的变化的正函数，β是回归协变量系数向量，Z(t)是时间相关的协变量向量，得到现有比率故障模型即威布尔PHM：其中α>0，是形状参数，θ>0，是尺度参数，t指的是运行时间或者工作时间；

根据现有比率故障模型求出设备在测试时刻t的可靠度为

R(t,Z(t))=exp(-∫0tαθ(sθ)α-1exp(βZ(s))ds)=exp(-Σi=0m-1exp(βZ(s))((ti+1θ)α-(tiθ)α)-exp(βZ(s))((tθ)α-(tmθ)α))---(3)]]>

其中m是在测试时刻t之前的监测次数，t_i是测试时间点，i＝1，2，…，m；公式(3)中，Z(s)的值只有在测试时间点是已知的，即在t₀＜t₁＜t₂＜…＜t_m这m个时间点处是已知的，而在每两个测试时间点之间的数值可以用常数来表示；

L(α,β,θ)=Πh(t,Z(t))R(t,Z(t))]]>

=Παθ(tθ)α-1exp(βZ(t))Πexp(-∫0tαθ(sθ)α-1exp(βZ(s))ds)---(4)]]>

其中f指的是失效时间，c指的是失效时间和截止时间，通过极大似然函数估计出威布尔PHM的形状参数和尺度参数。