Avaliação da confiabilidade do sistema de motor de foguete sólido com pequena amostra baseada em método Bootstrap aprimorado

DU Minglong ,  

WAN Jun ,  

WANG Baoxin ,  

JIA Xinyu ,  

FENG Hao ,  

SONG Jun ,  

LI Jizhen ,  

摘要

Para resolver o problema da avaliação da confiabilidade do sistema de motor de foguete sólido sob condição de pequena amostra, é proposto um quadro de avaliação de confiabilidade baseado em um método Bootstrap aprimorado. Por meio da decomposição dos componentes do motor, é estabelecido um modelo de confiabilidade de sistema em série, tratando separadamente unidades do tipo sucesso/falha (distribuição binomial) e unidades do tipo vida útil (distribuição exponencial/Weibull/normal). Utiliza-se função B-spline para reconstruir a função de distribuição empírica, combinada com clustering k-means para remover pontos atípicos na reamostragem Bootstrap, alcançando uma redução de 60% na taxa de erro na estimativa de parâmetros das unidades de vida útil em comparação com métodos tradicionais (quando n=15, o erro é menor ou igual a ±5%). É estabelecido um modelo de restrição conjunta para o limite inferior de confiança do subsistema do motor e a confiabilidade do sistema. A validação por exemplo mostra que o limite inferior de confiança da confiabilidade do sistema pode atingir 0,8493 (nível de confiança 0,95), um aumento de 15,4% em relação ao método LM (Levenberg-Marquardt). Este método pode resolver efetivamente o problema da avaliação da confiabilidade de sistemas em série sob pequena amostra e múltiplos modos de falha, fornecendo suporte teórico para a melhoria da confiabilidade de motores de foguetes sólidos.

关键词

motor de foguete sólido;avaliação de confiabilidade com pequena amostra;método Bootstrap;teoria bayesiana;estimação de parâmetros

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