非线性异构Wiener过程模型的剩余使用寿命预测

0 下载量 124 浏览量 更新于2024-08-27 收藏 2.4MB PDF 举报
"这篇研究论文探讨了非线性异构Wiener过程模型在剩余使用寿命预测中的应用,特别是在具有自适应漂移的情况下。作者Zeyi Huang, Zhengguo Xu, Wenhai Wang和Youxian Sun提出了一种新的模型,旨在处理实际系统中常见的非线性退化轨迹,并考虑其不均匀性。他们利用状态空间方法来定义模型,并解决了由于自适应漂移引入导致的Kalman滤波方法更新退化漂移分布的困难。为此,他们开发了一种基于贝叶斯定理的在线过滤算法。同时,他们采用了期望最大化(EM)算法以及一种新颖的基于贝叶斯定理的平滑器来估计模型中的未知参数。此外,论文还研究了预测剩余使用寿命(RUL)的分布情况。" 这篇论文主要关注的是在设备或系统的可靠性评估和预测领域,特别是对于那些退化过程非线性且不均匀的系统。Wiener过程是随机过程理论中的一种基本模型,常用于描述连续时间的随机变化,如设备的退化过程。在实际应用中,设备的退化往往不是线性的,也不总是均匀的,因此,传统的线性模型可能无法准确地捕捉这些复杂行为。 作者提出的非线性异构Wiener过程模型引入了自适应漂移的概念,这使得模型能够适应退化轨迹的变化。然而,自适应漂移的引入对传统的Kalman滤波方法提出了挑战,因为这种方法通常假设模型参数是固定的。为了解决这个问题,他们设计了一种在线过滤算法,该算法基于贝叶斯定理,能够在获取新数据时动态更新退化漂移的分布。 此外,论文还利用期望最大化(EM)算法来估计模型的未知参数。EM算法是一种迭代方法,通过最大化似然函数来估计参数,尤其适用于存在隐变量的情况。在本研究中,EM算法被用来优化模型参数,以更好地拟合观察到的退化数据。 另一个创新点是采用了一种基于贝叶斯定理的新平滑器,它能够结合过去和当前的信息,提供对未知参数更精确的后验估计。这种平滑器对于理解和预测系统的未来状态至关重要,特别是预测剩余使用寿命(RUL)。 这篇论文提供了处理非线性、异构退化问题的新方法,对于设备健康管理、故障预测和维护策略的制定具有重要意义。它展示了如何结合统计模型和概率方法来应对复杂的退化模式,有助于提高系统的可靠性和效率。