数控机床故障分析与可靠性评价技术的研究

针对传统数控机床可靠性建模时只考虑故障间隔时间而忽略故障性质的现象，提出兼顾机械故障和电气故障的混合威布尔分布模型，进而提高模型准确度.利用最大似然法来确定混合威布尔分布模型参数，用皮尔逊相关系数来确定数控机床各故障时间之间的关系.并通过K-S方法对模型进行检验， 最后确定其符合混合威布尔分布，并运用可靠性评定方法得出数控机床的平均无故障时间.     

多个威布尔分布形状参数的检验

一、引言在第二类型截尾样本的情况下,[1]文对于多个威布尔分布总体的形状参数的检验,提出了一个仅依赖于形状参数的极大似然估计的统计量,并用Monte-Carlor方法给出了统计量分布的分位点值。由于威布尔分布参数的极大似然估计,一般需要用电子计算机来计算,所以使用时有一定的困难。本文用极值分布参数的最好线性无偏估计来获得威布尔分布参数的估计量(参考[2]),并据此构造出适当的统计量     

数控机床故障率分布曲线定量化建模及应用

为了对数控机床故障率分布曲线进行定量研究,对数控机床的故障数据作威布尔线性回归分析,由威布尔概率图分析结果,运用两重威布尔分段模型建立了包含早期故障期和偶然故障期的数控机床故障率分布曲线,阐述了模型建立的方法和利用极大似然法估计参数的过程,确定了早期故障期持续时间,通过与实际使用情况比较验证了该模型的正确性。最后,利用该模型构造目标函数,对保修期进行研究,得出了数控机床最优保修期。     

基于下记录值样本的双参数指数威布尔模型的Bayes估计

针对下记录值样本,研究了双参数指数威布尔模型的参数估计问题.首先给出了参数的极大似然估计,随后在参数的共轭先验分布为伽玛先验分布、损失函数为平方误差损失和Linex损失函数情形下,应用Lindley,近似法导出了双参数指数威布尔模型参数的Bayes估计,最后利用R软件进行数值模拟,并对两种参数估计进行比较,发现在合适的先验分布条件下Bayes估计值更加接近参数真实值.因此,在适当的先验分布下Bayes估计较传统的极大似然估计好.     

基于混合威布尔分布的水稻插秧机的可靠性分析及剩余寿命预测

为了更准确描述水稻插秧机的失效规律,提高可靠性分析的准确性,对某型水稻插秧机的故障数据进行分析,采用两参数混合威布尔分布对水稻插秧机进行建模。以残差平方和最小为优化目标,建立参数估计优化模型,利用改进粒子群算法对其进行求解,然后采用K-S检验法对模型进行检验,对比单一威布尔模型、混合威布尔模型与水稻插秧机失效数据之间的拟合程度,得出使用两参数混合威布尔模型评估水稻插秧机可靠性的合理性,在此模型的基础上计算得到水稻插秧机的平均无故障工作时间为161.75h,中位寿命为147.14h,特征寿命为191.31h,且在可靠度为0.6时,预防性维修周期为115.19h,最后在混合威布尔分布模型的基础上计算出剩余寿命-可靠度的关系,可定量分析插秧机在一定使用时间下的剩余寿命,从而进行预测性维护。     

互联网远程实时控制系统短时间窗口往返时延测量、分析与建模

为了得到准确地描述互联网远程实时控制系统时延的分布模型,对短时间窗口往返时延(round-trip time,RTT)进行了测量、统计和分析,提出了一种短时窗RTT时延混合威布尔(Weibull)模型。该混合模型满足网络控制系统的实时性需求,具备对短期非平稳的短时间窗口RTT时延样本随机聚类特性的描述能力,并利用期望最大化(expectation-maximization,EM)算法估计模型的混合分量密度及混合分量模型参数。实验结果表明:使用二重混合威布尔模型建模短时窗RTT时延样本能够很好地反映时延的随机聚类特性,K-S检验显示该模型对样本匹配效果评价可接受,该模型为互联网远程控制系统的优化控制提供了一种更准确的参考模型。     

寿命分布检验和参数估计的线性回归法及微机实现

本文介绍了一种用线性回归原理来检验产品寿命分布类型和估计特征量的方法及其自动实现寿命试验数据处理的通用计算机程序。此程序所涉及的分布函数有指数分布、双参数威布尔分布、三参数威布尔分布、正态分布、对数正态分布等五种,并具有自动判别最佳分布的功能。     

在定数截尾样本下三参数威布尔分布的矩估计改进

将威布尔分布数据转化为均匀分布数据，利用平均剩余寿命构造样本矩，得到在定数截尾样本下三参数威布尔分布的矩估计方程。     

循序Ⅱ型删失数据下可靠性参数置信区间估计方法

修正威布尔分布模型能够准确表征复杂航空装备故障率"浴盆曲线",利用该模型构建置信区间估计方法。以循序?Ⅱ型删失数据下修正威布尔分布的最大似然点估计方法为基础,设计了基于自助法的置信区间估计方法。通过案例分析,对一组失效数据进行拟合,根据按百分比排列的自助算法,获取了修正威布尔分布的参数估计值和置信区间,与Bayes区间估计结果进行了对比,得出以下结论:同等置信度水平下,用自助法进行区间估计避免了复杂的运算,方法简单且结果准确,为循序Ⅱ型删失计划下的可靠性评估问题提供了可行的理论分析方法。     

同分布负相协情形下威布尔分布族参数的经验贝叶斯检验问题

在同分布负相协样本情形下研究了威布尔分布族参数的经验贝叶斯检验.利用密度函数核估计方法构造了参数的经验贝叶斯检验函数,在加权线性损失下获得了该估计的收敛速度,在适当条件下证明了经验贝叶斯检验函数的渐近最优性.     

基于威布尔分布的水电设备费用模型研究

对于现代设备管理信息系统的新模式，建立了水电设备全寿期费用定量模型．将设备在全寿命周期内的费用划分为购置费和维护费，分别建立了基于时间分摊的投资费用模型和基于威布尔分布的维护费用模型，分析了威布尔分布函数的各个参数的性质，讨论了水电设备的最小费用和最佳使用寿命的求解方法．针对维护费用模型中的不确定性问题，给出了两参数威布尔分布函数拟合方法，采用线性回归方法对参数进行估计，最后给出了参数求解的实例．     

基于ANN模型和HPSO算法的数控机床可靠性分布模型研究

针对数控机床可靠性研究过程中,由于可靠性数据较难收集导致可靠性分布模型不唯一的问题,采用ANN模型对收集到的少量可靠性数据进行扩充,扩充后的数据采用K-S检验法进行分析以确定可靠性数据模型,同时在求解确定可靠性分布模型参数过程中,将混合粒子群优化(hybrid particle swarm optimization,HPSO)算法引入极大似然估计中,解决其在小样本数据下求解某些复杂分布模型时易陷于局部最优解和求解效率低的问题.实例分析结果表明:采用混合粒子群算法求解可以在求解效率和收敛性性能上达到较好的平衡,比较所有的求解模型结果,经过ANN模型扩充后的2重3参数威布尔分布的相对均方差最小,其值为0.0425,说明利用该方法求解数控机床的可靠性分布模型是可行的,而且能够获得较精确的结果.     

基于Matlab/Simulink的Weibull分布的极大似然估计

介绍了三参数weibuu分布的MLE,利用simulink的图形化建模方法,直接"画"出MLE的方程组模型,修改各模块的参数,完成三参数weibull分布的MLE,并用实例验证了这种方法的可行性.模型同时也可用于二参数weibu儿分布参数的MLE.     

轻武器小子样可靠性定型试验可行性研究

该文以轻武器寿命试验过程中无故障射击弹数作为研究对象，采用图方法分别针对指数分布、威布尔分布、Gamma分布、对数正态分布和Logistic分布进行统计分析，获取最佳的可靠性模型，得出用威布尔分布描述的精度较高的结论；确定方案后，同一轻武器不同研制阶段的形状参数是相同的；不同结构的轻武器的形状参数是不同的；并分析了在该分布下小子样可靠性定型试验的前景，得出在定型试验前提取形状参数作为“共性信息”满足轻武器小子样可靠性试验的要求，试验样本量可为现有样本量的1／8至2／3。     

基于FPSO-SA算法的威布尔分布参数估计研究

为解决威布尔分布等复杂分布模型采用常规方法很难直接进行参数估计的问题, 提出了基于模糊粒子群模拟退火算法的威布尔分布参数估计。该算法根据粒子个体纵向和横向运动特性, 引入模糊逻辑推理动态调整惯性权值因子, 提高了粒子群算法(PSO: Particle Swarm Optimization)的收敛速率; 将上述模糊粒子群算法(FPSO: Fuzzy Particle Swarm Pptimization)与模拟退火算法(SA: Simulated Annealing)结合, 以FPSO算法的速度位置更新公式作为SA算法的状态生成函数, 再运用Metropolis算法以概率接受新状态, 获得全局最优参数估计值。将基于上述智能算法的参数估计法运用到威布尔分布参数估计中, 提高了参数估计精度。实际应用表明, 该参数估计方法在复杂分布模型参数估计中具有可行性和有效性。     

基于Matlab和GM（1,1）模型的Weibull分布参数估计

介绍了随机截尾情况下计算样本失效概率的Johnson算法和GM（1,1）模型估计三参数Weibull分布参数的方法;提出了结合Johnson算法和GM（1,1）模型估计随机截尾情况下Weibull分布参数的方法,编写了相应的Matlab函数,实例计算表明这种方法的计算精度可满足工程需要。     

威布尔分布三参数的拟合特性

利用Monte Carlo方法分别考察了由相关系数优化法、概率权重矩估计法和最大似然法拟合得到的威布尔分布三参数的分布规律和相关性，在指定置信度下给出了Monte Carlo模拟求得的三参数置信区间。以安全寿命的置信区间大小作为判据，对拟合参数的3种方法进行了比较。结果表明，3种方法拟合得到的参数和安全寿命近似服从正态分布，形状参数与尺度参数存在正相关，而位置参数与前两个参数存在负相关。拟合数据的最佳方案是先用相关系数法求参数初值，再用最大似然法进一步精确求解三参数。     

混凝土疲劳寿命规律预测新方法

基于混凝土疲劳寿命既服从对数正态分布，又服从两参数威布尔分布这一前提，由概率论中特征函数出发研究两种分布的逼近性，得到了两种分布参数之间的关系式．在理论上，沟通了两分布间的联系，藉此可利用对数正态分布参数估计威布尔分布参数，从而得到了一种新的两参数威布尔分布的估计方法．此外，在已知混凝土平均Ｓ－Ｎ关系的前提下，提出了混凝土对数疲劳寿命标准差与应力水平呈近似线性的假设；利用提出的参数估计方法，研究了任意应力水平下混凝土疲劳寿命分布的概率模型，这将为混凝土结构的疲劳可靠性分析与设计提供理论依据     

Parameter Estimation of Mixed Weibull Distributions Using Cuckoo Search

The lifetime data of products with multiple failure modes which are collected from life testing are often fitted by the mixed Weibull distributions. Since the mixed Weibull distributions contain no less than five parameters,the parameter estimation is difficult and inaccurate. In order to enhance the accuracy,a new method of parameter estimation based on Cuckoo search( CS) is proposed. An optimization model for the mixed Weibull distribution is formulated by minimizing the residual sum of squares. The optimal parameters are searched via CS algorithm. In the case study,the lifetime data come from the life testing of diesel injectors and are fitted by the twocomponent Weibull mixture. Regarding the maximum absolute error and the accumulative absolute error between estimated and observed values as the accuracy index of parameter estimation,the results of four parameter estimation methods that the graphic estimation method,the nonlinear least square method,the optimization method based on particle swarm optimization( PSO) and the proposed method are compared. The result shows that the proposed method is more efficient and more accurate than the other three methods.