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1、文■嫔号：1673-1522(2007)060667-03弹载电子设备寿命预测方法研究陈海建I,胡丽芳I,纪峰2(I.海军航空工程学院研究生俗理大队，山东烟台264001;2.海军工程大学电子工程学院，武汉430033)摘要：介绍了寿命预测的題本概念及目前较常用的几种预测方法，分析了这几种方法的优缺点。着重描述了具有“少数据建模”特点的灰色GM(M)预测模型的建模方法及后验差精度检验方法，量后应用此模型解决了某型号弹裟电子设备寿命预测的问题。关赞词：导弹；电子设备；寿命预测；GM(1,1)预测模型；灰色系统理论中图分类号：N941.5文献标志
2、码：A弹载电子设备是指安装在导弹上采用电气或电子元器件组成的电路的系统、分系统或组件。这些系统、分系统或组件的主要作田是发射或接收信息U2,o弹载电子设备一旦失效而不能得到及时维修,将极大地影响到导弹的作战效能，影响战争的进程。因此，有必要通过有效的寿命预测方法对弹载电子设备的寿命进行研究，有效确定当前状态，预测未来状态，并据此进行维护，实现弹载电子设备的“预知”维护。1寿命预测基本概念和方法所谓寿命预测，即预计部件或系统完成其功能的状态，包括确定部件的残余寿命或正常工作的时间长度。目前常用的预测方法主要有回归预测、时间序列预测、人工神经网络
3、预测和灰色理论预测等方法。回归预测是概率统计方法的一种.回归预测的优点是：原理、结构简单.预测速度快，外推特性好；存在不足是：历史数据要求高，用线性方法描述比较复杂情况过于简单，模熨初始化难度较大,需要丰富的经验和较高的技巧。时间序列预测的优点是所需历史数据少、工作量少；缺点是预测步数越长预测精度越差，适用于序列变化比较均匀的短期预测情况。人工神经网络预测具有以下几个优点:不需要具体的数学模型，实现了非线性关系的隐式表达，容错性好，预测精度较高，动态自适应能力强，适合非线性复杂系统的智能预测；但也存在网络训练时间较长、输入变最的恰当选取困难等
4、缺点
5、2-5
6、O灰色预测属于系统科学.它提供了在贫乏信息情况下求解系统问题的新途径，GM(1,1)预测模型是灰色理论中最基本和最实用的预测，较其他预测方法的优点是⑹：1)需要数据少。一般情况下，不需要大量的数据，而是根据实际情况选用适量数据，进行累加生成.可将杂乱无章的数据整理出一定的规律。4个数据即可进行建模.且能得到较满意的结果。2)计算简单。虽然GM(1,1)模型建立在较深的数学基础上，但它的计算步骤却不繁琐。3)工作量少。一般情况下，灰色预测不需要太多的关联因素，因而资料、数据比较容易取得，工作量大大减少。4)适用范围广。灰色侦测既
7、可用于近期、短期预测，也可用于中长期预测。5)精度较高。一般情况下.灰色预测相对于英他方法整体上精度较高。本文即选择灰色理论中最基本和最实用的GM(1.1)预测模型解决弹载电子设备寿命预测的问Bo2GM(1,1)预测模型2.1假设条件•GM(i,1)模型适用于具有较强指数规律的数列，要求原始数据应具有非负性、单调性变化态收稿日期：2007-06-06作者简介：陈海建(198A),男.硕士生。ni«l(H)原始数据方差：丄立少(約-才；n(⑵记残差：严仗)=少⑴-肝(灯；(⑶残雄均值：(⑷残差方差：势.建模可延伸(即预测性)的必要且充分条件是数
8、列维数“大于尊于4,一般取4到6个数据建模"I。2.2建模过程建模过程如下⑹：第一步：给定序列(1)?0)={少⑴.少⑵，少(3)，…卅>(“)},其中，x®我示原始数据序列。少为少的一次累加生成I-AGO,即x(,)=(x(n(l).xo)⑵,x⑴⑶,…/⑴(“)},⑶“为灰其中，xak)=^x<0>(0,*=12・・・』。M第二步：才⑴可建立下述白化微分方程dx(,)⑴+ar(1二“。dr其中：a、“为待求参数(a为发展系数，色系数)。第三步：将式(1)离散化得?0)仗+1)+寻卜⑴伙+1)+x°>(灯卜心=2,3,…/。(4)写成矩阵
9、的形式：r=sdo其中向量系数：a=[a,wJT,冷(少⑴"°(2))SR占加％)打。(15)后验差检验法指标有两个.即：1)后验差比值：C=学，C值越小越好，说S明谋差离散度小。2)小误差概率：•P"{
10、4伙)胡卜0.6475$,P值越大，说明侦测误差小的概率大，预测精度高。后验差检验法精度检验指标如表1所示。表1精度检验指标诺确等级好合格勉强合恪不合格P亞0.950.95>/«).800・80>甩0.70F<0.70CCSO.350.5iC>0.350.65^00.5C>0.65(6)(7)解得-丄(少(/!-1)+妙5))I2y=[x
11、<0,(2).x(0,(3),-.x(0,(n)]To利用最小二乘法求得：d=[a.i4)T=(STS)',BTro第四步：将由式(8)得到參数a和“代入.时间响应
