Evaluación de la confiabilidad del sistema de motor de cohete sólido con muestra pequeña basada en método Bootstrap mejorado

DU Minglong ,  

WAN Jun ,  

WANG Baoxin ,  

JIA Xinyu ,  

FENG Hao ,  

SONG Jun ,  

LI Jizhen ,  

摘要

Para resolver el problema de la evaluación de la confiabilidad del sistema del motor de cohete sólido bajo condiciones de muestra pequeña, se propone un marco de evaluación de confiabilidad basado en un método Bootstrap mejorado. Mediante la descomposición de los componentes del motor se establece un modelo de confiabilidad de sistema en serie, tratando por separado las unidades tipo éxito/fracaso (distribución binomial) y las unidades tipo vida útil (distribución exponencial/Weibull/normal). Se utiliza una función B-spline para reconstruir la función de distribución empírica, combinada con clustering k-medias para eliminar puntos atípicos en el remuestreo Bootstrap, logrando reducir la tasa de error en la estimación de parámetros de las unidades de vida útil en un 60% en comparación con métodos tradicionales (cuando n=15, el error es menor o igual a ±5%). Se establece un modelo de restricciones conjuntas para el límite inferior de confianza del subsistema del motor y la confiabilidad del sistema. La validación con un caso muestra que el límite inferior de confianza de la confiabilidad del sistema puede alcanzar 0.8493 (nivel de confianza 0.95), un aumento del 15.4% respecto al método LM (Levenberg-Marquardt). Este método puede resolver eficazmente el problema de la evaluación de la confiabilidad de sistemas en serie con muestra pequeña y múltiples modos de falla, proporcionando un soporte teórico para mejorar la confiabilidad de los motores de cohetes sólidos.

关键词

motor de cohete sólido;evaluación de confiabilidad con muestra pequeña;método Bootstrap;teoría bayesiana;estimación de parámetros

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