[发明专利]一种复杂机电系统符号化质量特性灰色预测方法

权利要求书

1.一种复杂机电系统符号化质量特性灰色预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据复杂机电系统服役实际环境工况、系统功能、性能以及系统组成，综合分析 系统故障模式和系统质量的影响因素，确定并抽象出系统的关键质量特性；

S2、根据步骤S1中系统的关键质量特性，调研和实时监测收集相关数据，提取系统关 键质量特性时间序列数据；

S3、选取符号划分规则处理步骤S2中得到的系统关键质量特性时间序列数据，得到相 应的质量特性符号化序列，并对系统的关键质量特性进行初步预测；

S4、应用GM(1,1)一阶灰色模型对质量特性符号化序列进行预测建模，建立微分方程模 型求出拟合曲线，最终实现系统的关键质量特性预测。

2.根据权利要求1所述的复杂机电系统符号化质量特性灰色预测方法，其特征在于， 所述步骤S1中关键质量特性为平均可用度。

3.根据权利要求1所述的复杂机电系统符号化质量特性灰色预测方法，其特征在于， 所述步骤S3具体包括以下分步骤：

S31、选取符号划分规则，将步骤S2中得到的系统关键质量特性时间序列数据作为原 始时间序列并划分为若干离散区域，当原始时间序列中的某个数据属于某区域时，用代表 此区域的符号表示该数据，从而将原始时间序列转换为新的质量特性符号化序列；

S32、研究质量特性符号化序列的波动特性，计算表征质量特性符号化序列波动大小的 Shannon熵，确定最佳的字长L；

S33、绘制质量特性符号化序列的频率统计直方图，从而反映各字长为L的编码序列的 概率分布情况，通过频率统计直方图可以看出各种符号模式的相对重要度，最终确定质量 特性符号化序列的主要变化模式；

S34、根据步骤S33中质量特性符号化序列的频率统计直方图和主要变化模式，运用全 概率公式对系统的关键质量特性进行初步预测。

4.根据权利要求3所述的复杂机电系统符号化质量特性灰色预测方法，其特征在于， 所述步骤S31中的符号划分规则选取为等概率符号化方法。

5.根据权利要求1所述的复杂机电系统符号化质量特性灰色预测方法，其特征在于， 所述步骤S4具体包括以下分步骤：

S41、将步骤S3中得到的质量特性符号化序列记为S₀；

S42、对序列S₀中的所有元素进行一次累加生成操作，得到新的序列S₁；

S43、由序列S₁生成紧邻序列S₂；

S44、建立GM(1,1)一阶灰色模型，应用最小二乘法对GM(1,1)一阶灰色模型中的参数 进行估计；

S45、形成GM(1,1)一阶灰色模型的白化方程和基本型方程，并分别得到其时间响应函 数，求得序列S₁中元素的模拟值；根据序列S₁与序列S₀中元素间的关系，求出序列S₀中 元素的模拟值；

S46、对序列S₀和S₁中元素的模拟值进行误差检验，计算残差和相对误差，验证方法 的可行性和结果的正确性。