收藏本站
《国防科学技术大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

装备测试性验证试验优化设计与综合评估方法研究

李天梅  
【摘要】:测试性是装备研制和采办中一个非常重要的技术指标。测试性验证与评估是检验和评估由设计和制造所赋予装备的测试性,是装备采办管理和科学决策的基础。在试验费用和试验周期的约束下,如何开展测试性验证试验设计与综合评估,对装备测试性水平给出低风险的验证结论和高置信度的评估结论,是理论和工程实践中亟待解决的问题,因而具有重要的理论和工程应用价值。 论文针对开展测试性验证试验与评估存在的费用高、周期长,验证与评估结论风险高,精度、置信度低等问题,以故障检测率(Fault Detection Rate,FDR)和故障隔离率(Fault Isolation Rate,FIR)为具体的验证与评估指标,提出了基于全寿命周期数据的测试性验证试验优化设计与综合评估技术解决方案,系统深入地研究了测试性验证试验设计中的故障样本优化选取方法、故障有效注入方法和测试性综合评估方法,并通过案例应用,验证方法的有效性。 论文的主要研究内容与结论包括: 1.在深入分析影响测试性验证试验风险与评估精度、置信度的因素基础上,建立了以二项分布为基础的标准抽样方案与FDR/FIR验证结论风险、置信度的关系模型,给出了抽样样本集大小和样本结构对验证结论风险、置信度的影响规律;建立了故障检测/隔离数据量与FDR/FIR评估结论精度、置信度的关系模型,给出了故障检测/隔离数据量对评估结论精度、置信度的影响规律。上述模型以及所描述的本质关系和规律为后续有针对性的开展测试性验证试验优化设计与综合评估方法研究提供了技术指导并奠定了理论基础。 2.为解决由于标准抽样方案确定的故障样本量太大导致试验无法展开;故障样本结构不合理导致测试性验证结论置信度低以及在相同的故障样本量下,由于随机抽样导致故障样本集对被测对象(Unit Under Test,UUT)故障模式集的代表性无法评判等问题,分别从确定优化故障样本量、构建合理的故障样本结构和故障样本集评估优选三个方面,研究并提出了测试性验证试验设计中的故障样本优化选取方法,为装备测试性验证试验设计提供了新的故障样本优化选取思路和方法。 (1)针对如何确定优化抽样方案问题,在有效分析研制阶段测试性先验数据基础上,提出了一种利用研制阶段先验数据的优化抽样方案确定方法。研究表明优化抽样方案在承制方、使用方风险基本不变的情况下,能有效减少故障样本量;或在故障样本量保持不变的情况下,将有效降低承制方、使用方风险。 (2)针对先验故障率数据不准确导致现有的基于故障率的分层故障样本量分配带来的随机抽样误差过大问题,在分析基于故障率和装备复杂度分层故障样本量分配模型随机抽样误差影响因素基础上,提出了基于专家经验数据的故障率Gamma估计方法和基于定时截尾“小子样”试验数据的故障率Bootstrap极大似然估计方法,据此故障率估计值完成分层故障样本量分配。研究表明本文给出的故障样本量分配得到的故障样本结构更合理,可有效减小随机抽样误差。 (3)针对如何对传播型故障模式描述与抽取问题,引入模糊概率Petri网来描述故障的传播扩散过程,并在模糊概率Petri网推理算法基础上求得故障扩散强度。以此为基础,提出了基于故障扩散强度的故障模式随机重要抽样算法。研究表明对故障扩散强度高的故障模式做重要抽样,将能有效降低使用方风险。 (4)为解决在相同故障样本量下如何对随机抽取的多个故障样本集进行评估优选,建立了衡量故障样本集对故障模式集代表性好坏的评价指标体系及其量化方法,给出了具体的故障样本集优选模型和方法。研究表明采用本文的优选算法,其优选后的故障样本集能更好地代表被测对象的故障模式集。 3.为解决位置不可访问故障的有效注入问题,在深入分析影响故障注入有效性主要因素基础上,建立了故障—状态、故障—故障之间传递特性分析模型,并以故障传递特性为依据,建立了基于故障传递特性的故障模型和位置不可访问故障注入方法以及故障注入策略优化设计方法。研究表明基于故障传递特性的故障注入方法能在保证较高的故障样本注入率,有效节省试验费用的情况下,较好地解决装备位置不可访问故障的注入问题,具有重要的理论意义和工程指导作用。 4.针对小样本情况下FDR/FIR评估结论置信度低的问题,研究并提出了基于Bayes变动统计理论的FDR/FIR综合评估模型和方法。首先以多元Dirichlet分布为先验分布,提出了由可更换单元测试性信息、专家经验信息确定先验分布参数的方法,将先验信息转化为先验分布。在此基础上,融合“小子样、异总体”研制阶段增长试验数据和“小子样”外场使用数据,研究并提出了FDR/FIR的Bayes综合评估模型。同时针对FDR/FIR的Bayes综合评估模型的复杂高维后验积分求解问题,分别给出了解析计算方法和马尔科夫链蒙特卡罗法(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)抽样计算方法,并仿真分析了模型的稳健性。研究表明利用该模型进行FDR/FIR综合评估,能在较短的外场使用周期内或小样本数据情况下,给出较高置信度的评估结论,为装备测试性综合评估研究提供了重要的理论依据和方法。 5.研制开发了装备测试性验证试验优化设计与综合评估系统,并以某型导弹控制系统为对象开展了演示验证应用。该系统能为装备测试性验证试验优化设计与综合评估提供有力的工具,具有很好的工程应用和推广价值。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TJ06

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 何洋;李洪涛;张凯;;基于影响度的光电测量设备测试性验证试验样本抽取方法[J];现代电子技术;2014年03期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曲晓慧,乔新勇,陈玫,安钢;基于灰色关联分析的柴油机状况评估[J];兵工学报;2005年04期
2 石君友,康锐,田仲;基于信息模型的测试性试验样本集充分性研究[J];北京航空航天大学学报;2005年08期
3 张晓杰;王晓峰;金曼;;基于机内测试的故障注入系统设计[J];北京航空航天大学学报;2006年04期
4 徐萍;康锐;;考虑FDR的测试性测定试验及其相关方法[J];北京航空航天大学学报;2007年03期
5 范红军;;某潜射导弹伺服系统测试性研究[J];四川兵工学报;2007年01期
6 苏羽,赵海,苏威积,徐野;基于贝叶斯网络的态势评估诊断模型[J];东北大学学报;2005年08期
7 张艳红;易志虎;;导弹故障诊断系统中的故障注入方法研究[J];弹箭与制导学报;2007年03期
8 徐赫;王宝龙;武建辉;;基于贝叶斯网络的测试性预计方法[J];弹箭与制导学报;2007年04期
9 田松;周玉芬;高锡俊;;测试性验证中正态分布法改进[J];电子测量技术;1999年03期
10 石君友;康锐;田仲;;测试性试验中样本集的功能覆盖充分性研究[J];电子测量与仪器学报;2006年03期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 李璇君;航空发动机数字控制器与航空电子综合系统BIT技术研究[D];南京航空航天大学;2001年
2 李俭川;贝叶斯网络故障诊断与维修决策方法及应用研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
3 刘飞;固体火箭发动机可靠性增长试验理论及应用研究[D];国防科学技术大学;2006年
4 邢克飞;星载信号处理平台单粒子效应检测与加固技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
5 杨鹏;基于相关性模型的诊断策略优化设计技术[D];国防科学技术大学;2008年
6 李欣欣;基于Bayes变动统计的精度鉴定与可靠性增长评估研究[D];国防科学技术大学;2008年
7 明志茂;动态分布参数的Bayes可靠性综合试验与评估方法研究[D];国防科学技术大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 卞春江;航空发动机电子控制器BIT设计及验证技术研究[D];南京航空航天大学;2005年
2 沈亲沐;装备系统级测试性分配技术研究及应用[D];国防科学技术大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王国平;田备;邹昀;刘明晴;;大学教学楼建设使用后评价研究[J];四川建筑科学研究;2012年01期
2 王金亮;陈全;;模糊层次综合分析法在油库安全评价中的应用[J];安防科技;2011年04期
3 王金亮;陈全;;模糊层次综合分析法在油库安全评价中的应用[J];安防科技;2011年10期
4 孟涛;;假设检验中的随机化检验[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年01期
5 朱五英;;关于刻度参数的两样本的检验[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年02期
6 王硕;;高速动态图形显示技术在数字示波器中的应用[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年06期
7 曾建军;夏慧异;叶仁玉;;J_(1N)统计量的优化计算[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年06期
8 徐文莉;;IPO新股询价制对电力行业股票收益率的影响[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年05期
9 丁元耀;一类单边截断族中参数的渐近有效估计[J];安徽大学学报(自然科学版);1996年04期
10 金红杰;钟善理;邓志涛;;全自动硅片传送装置设计[J];安徽职业技术学院学报;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈粟宋;肖文平;;边界扫描技术在复杂电路缺陷检测中的应用[A];2008中国电子制造技术论坛论文集[C];2008年
2 吴显斌;豆小艳;程国东;丛立志;;基于层次分析法的钢结构涂装工艺中粗糙度的预估[A];'2011全国钢结构学术年会论文集[C];2011年
3 袁铸钢;李永亮;于宏亮;;水泥回转窑检测参数的分类与识别[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 宫义山;钱娜;;贝叶斯网络结构在线学习算法及应用[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
5 李汶远;蔡为民;王汉义;;像素——仿真法在地地战役战术导弹目标毁伤中的应用[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
6 葛威;林志文;王聪;韦海军;;基于多信号流模型的建模信息描述方法[A];2011下一代自动测试系统学术研讨会论文集[C];2011年
7 贺喆;韦海军;杜影;;多信号流图测试性分析方法在数据采集系统中的应用[A];2011下一代自动测试系统学术研讨会论文集[C];2011年
8 孙宏才;徐关尧;何晓晖;田平;;基于ANP的舟桥装备高流速适应性评价体系研究[A];经济全球化与系统工程——中国系统工程学会第16届学术年会论文集[C];2010年
9 柳晓莉;刘玉洲;;GM(1,1)模型在煤矿瓦斯涌出量预测中的应用[A];第十四届海峡两岸及香港、澳门地区职业安全健康学术研讨会暨中国职业安全健康协会2006年学术年会论文集[C];2006年
10 周剑岚;刘先荣;龚声宇;;基于LEC和AHP的水电建设工程施工危险源评价方法[A];中国职业安全健康协会2008年学术年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张本宏;控制系统中多模冗余与网络可靠性研究[D];合肥工业大学;2010年
2 汪隆君;电网可靠性评估方法及可靠性基础理论研究[D];华南理工大学;2010年
3 陆军;喷雾药液在靶标植株上的沉积与润湿研究[D];江苏大学;2010年
4 盛峰;公平与效率均衡的财政投资项目社会影响评价模型与方法研究[D];南开大学;2010年
5 王志颖;复杂装备智能机内测试技术研究[D];电子科技大学;2011年
6 龙传华;“两型”公路交通系统发展评价研究[D];武汉理工大学;2010年
7 汤亮;基于综合效益评价的陶瓷产品全生命周期理论研究及应用[D];武汉理工大学;2010年
8 王晓暾;不确定信息环境下的质量功能展开研究[D];浙江大学;2011年
9 晁冰;基于支持向量机的软件可靠性模型分类及失效分析[D];武汉大学;2010年
10 殷志军;中小企业信用担保机构运行机制和效率研究[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 段守军;煤炭资源潜力评价研究[D];河南理工大学;2010年
2 单文娟;铝电解槽焙烧与启动过程危险源辨识与评价研究[D];河南理工大学;2010年
3 李丹;政府对高校财务风险监控机制研究[D];山东科技大学;2010年
4 卢宇昀;基于AHP模糊综合评价的高速公路线路方案优选研究[D];山东科技大学;2010年
5 王世凯;可修复人机储备系统稳态解的最优控制[D];哈尔滨师范大学;2010年
6 苏韩;逆威布尔分布的Bayes估计问题[D];广西师范学院;2010年
7 邓立凤;逆高斯分布参数的Bayes 估计研究[D];广西师范学院;2010年
8 严晶晶;童装绿色设计评价体系的研究[D];浙江理工大学;2010年
9 张晓冬;基于全矢谱的智能诊断技术研究[D];郑州大学;2010年
10 裴银肖;贝叶斯博弈信息融合模型及算法的研究和应用[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 韩光臣,孙树栋,司书宾,付平;复杂系统故障传播与故障分析模型研究[J];计算机集成制造系统;2005年06期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 党明瑞,董宇翔;用Bayes网络对光纤接入网供电系统故障的监控[J];半导体光电;2000年04期
2 王长河;单粒子效应对卫星空间运行可靠性影响[J];半导体情报;1998年01期
3 申岸伟,俞斌,关海鹰;ART-2神经网络分类器的研究[J];北方交通大学学报;1996年02期
4 武庄,何新贵;用遗传规划法确定最佳故障隔离策略[J];兵工学报;2000年04期
5 张士峰,樊树江,张金槐;成败型产品可靠性的Bayes评估[J];兵工学报;2001年02期
6 张士峰,夏胜平,贾沛然;导弹落点精度的综合评定方法[J];兵工学报;2002年02期
7 赵宇,黄敏;变母体变环境数据的可靠性综合评估模型[J];北京航空航天大学学报;2002年05期
8 李秋英,陆民燕,阮镰;软件可靠性测试充分性问题的理论研究[J];北京航空航天大学学报;2003年04期
9 石君友,康锐,田仲;基于信息模型的测试性试验样本集充分性研究[J];北京航空航天大学学报;2005年08期
10 孟晓风;王国华;季宏;;基于证据理论的TPS诊断性能综合评定[J];北京航空航天大学学报;2006年11期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李华旺;航天嵌入式现代小卫星软件容错设计及测试系统研究[D];中国科学院上海冶金研究所;2001年
2 李璇君;航空发动机数字控制器与航空电子综合系统BIT技术研究[D];南京航空航天大学;2001年
3 郭红霞;集成电路电离辐射效应数值模拟及X射线剂量增强效应的研究[D];西安电子科技大学;2001年
4 王同权;高能质子辐射效应研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
5 武文权;可重构并行小卫星星载计算机体系结构设计[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
6 刘琦;液体火箭发动机可靠性增长试验评定方法研究[D];国防科学技术大学;2003年
7 王华伟;液体火箭发动机可靠性增长管理研究[D];国防科学技术大学;2003年
8 张湘平;小子样统计推断与融合理论在武器系统评估中的应用研究[D];国防科学技术大学;2003年
9 冯静;小子样复杂系统可靠性信息融合方法与应用研究[D];国防科学技术大学;2004年
10 刘飞;固体火箭发动机可靠性增长试验理论及应用研究[D];国防科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 张智永;移动载体稳定跟踪平台测控技术研究[D];国防科学技术大学;2002年
2 杨国锋;机电产品BIT设计中传感器选择与优化技术的研究[D];国防科学技术大学;2003年
3 陈卓;基于时间序列的设备缺陷预测的研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
4 卞春江;航空发动机电子控制器BIT设计及验证技术研究[D];南京航空航天大学;2005年
5 刘强;人工神经网络及其在汽轮发电机组振动故障预测中的应用[D];浙江大学;2005年
6 苏永定;机电产品测试性辅助分析与决策相关技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
7 邢云燕;小子样条件下武器装备可靠性与维修性指标验证方法[D];国防科学技术大学;2005年
8 胡明祥;鱼雷可靠性增长性试验和分析方法研究[D];西北工业大学;2006年
9 严惠云;Bayes理论在二项分布可靠性分析中的应用[D];西北工业大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高兴发,梁润生;故障模拟电路的故障数k值研究[J];武汉科技大学学报(自然科学版);1994年03期
2 刘伟;袁新;乔明锋;;定时截尾试验中故障数为零的设备MTBF评估[J];电子产品可靠性与环境试验;2007年01期
3 韩鹏飞;王英宇;;灰色模型在轿车故障预测中的应用[J];天津汽车;2005年06期
4 张平夷;HL-50型轻便摩托车可靠性评价及分析[J];洪都科技;1987年01期
5 赵文涛;李锋;;外挂管理系统安全可靠性评估[J];电光与控制;2006年02期
6 周源泉;李宝盛;;故障终止时,HPP故障数的双样和多样预测[J];强度与环境;2008年05期
7 姚东铌;;帕累托分析法在高校机房故障维护中的应用[J];硅谷;2010年13期
8 张炤虎;;评价:手握标尺 丈量故障[J];产品可靠性报告;2009年10期
9 王萃华;朱政;;汽车、发动机可靠性的评定[J];林业机械与木工设备;1988年01期
10 尹红卫,朱素英;实验室单台设备维修更换模型[J];株洲工学院学报;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 武苏永;孙汉军;;动车组电茶炉(含饮水机)故障统计分析[A];第十届中国科协年会中部地区物流产业体系建设论坛专辑[C];2008年
2 王秋芳;张来凤;魏来生;;装甲车辆试验过程中故障统计分析[A];2004年全国机械可靠性学术交流会论文集[C];2004年
3 朱清香;于立华;方淑芬;吕文元;王文彬;;运用延迟时间理论建立汽车维修优化模型[A];第九届中国管理科学学术年会论文集[C];2007年
4 ;降低TL2020前壳与屏闲缝比例 青岛海信电器股份有限公司创新先锋共进组QC小组[A];2007年度电子信息行业优秀质量管理小组成果质量信得过班组经验专集[C];2007年
5 赵芫桦;;乐滩水电站发电机主保护配置方案的定量化和优化设计[A];广西电机工程学会第八届青年学术年会论文集[C];2004年
6 赵芫桦;;乐滩水电站发电机主保护配置方案的定量化和优化设计[A];第三届广西青年学术年会论文集(自然科学篇)[C];2004年
7 桂林;王祥珩;王维俭;张学深;;三峡电站1号发电机内部故障主保护配置方案的研究[A];中国水力发电工程学会继电保护专业委员会成立大会暨学术研讨会学术论文集[C];2005年
8 ;降低LCD彩电装配不良率 合肥海尔信息产品有限公司LCD彩电攻关QC小组[A];2007年度电子信息行业优秀质量管理小组成果质量信得过班组经验专集[C];2007年
9 黎启飞;;叉车的可靠性及其故障间隔时间的分布规律[A];中国机械工程学会物料搬运专业学会第三届年会论文集[C];1988年
10 王正良;唐炜;;维修性评定方法[A];中国工程物理研究院科技年报(2000)[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 焦成洋 质宣;主攻两大难题 故障明显减少[N];中国航天报;2010年
2 孙琎;TD手机开始大规模加载3G业务[N];第一财经日报;2007年
3 程瑞云 记者 柳青;“金牌工人”闪亮登场[N];吉林日报;2009年
4 良谋;雷克萨斯诠释豪华[N];中国商报;2007年
5 陈细平 叶俊;鹰潭电信专家值班10000号[N];人民邮电;2004年
6 张俊;萧山供电局奥运保电工作到位[N];国家电网报;2008年
7 记者 海涛 实习生 蔡愫颖;“麦莎”过境留问号 “树线矛盾”谁来解[N];无锡日报;2005年
8 孙琎;中移动开始TD手机测试[N];第一财经日报;2007年
9 通讯员 高庆华记者 张云普;大庆电力实业公司获中国石油建设工程优秀QC小组成果一等奖[N];中国石油报;2008年
10 本报记者 周国兵;农用车:农民何日能放心开[N];中国质量报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 金洋;基于传递系统模型的在轨卫星故障诊断方法研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
2 许川佩;时序电路测试生成算法研究[D];西安电子科技大学;2006年
3 周卫东;组合导航系统应用软件可靠性研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
4 李天梅;装备测试性验证试验优化设计与综合评估方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
5 刘繁茂;面向故障过程的多设设可靠性分析与维修决策[D];华中科技大学;2011年
6 谷东伟;基于故障相关的刀架系统维修策略研究[D];吉林大学;2013年
7 陈希祥;装备测试性方案优化设计技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
8 潘庆和;软件故障注入关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 刘应吉;车辆状态监测与故障诊断新方法研究[D];东北大学;2008年
10 申争光;自确认多功能传感器的关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 平伟;车辆质量信息的收集和分析方法研究[D];上海交通大学;2007年
2 陈永东;建华公司ATM维修服务管理分析[D];电子科技大学;2007年
3 赵杰;组合导航系统软件可靠性设计与分析[D];哈尔滨工程大学;2006年
4 徐辉;现役枪械可靠性评估方法研究[D];南京理工大学;2008年
5 韩波;移动计算环境下故障结点检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 陈永;软件可靠性与安全性增长模型理论及应用[D];贵州大学;2008年
7 武照东;基于Overlay网络的多层网络生存性研究[D];电子科技大学;2009年
8 董海疆;基于贝叶斯网的IP网络故障定位算法的研究和实现[D];北京邮电大学;2009年
9 王凌飞;基于V模型改进的测试行为的软件可靠性分析[D];西安电子科技大学;2007年
10 鲁传武;数字电路的故障模型和故障压缩方法研究[D];合肥工业大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026