列控车载设备故障样本生成质量评估方法

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作者 王金兰 蔡伯根 +1 位作者 申彦春 刘江 《中国铁路》 北大核心 2025年第5期139-145,共7页

列控车载设备故障预测是提升运维智能化水平的重要方向。为解决故障建模样本不平衡条件下生成故障样本的质量评估与保障问题,基于条件生成对抗网络实现故障建模样本生成,从样本比例和样本分布2个维度对生成故障样本进行质量评估。在样... 列控车载设备故障预测是提升运维智能化水平的重要方向。为解决故障建模样本不平衡条件下生成故障样本的质量评估与保障问题,基于条件生成对抗网络实现故障建模样本生成,从样本比例和样本分布2个维度对生成故障样本进行质量评估。在样本比例维度,设定不同样本调和比生成并构建合成故障样本集开展模型训练,结合模型性能指标评估生成故障样本的质量;在样本分布维度,引入最大均值差异和结构相似性指数2项指标,对待评估生成故障样本与真实故障样本做分布相似度评估。采用CTCS2-200H型列控车载设备真实故障数据进行验证,结果表明:在不同的故障样本生成方法下,所提出方法均能有效量化评估所生成故障样本的特性,设定合适的样本调和比可以缓解故障样本数据不平衡问题,有助于构建列控车载设备故障预测模型,并有效提升故障预测性能。 展开更多

关键词 列控车载设备 故障样本 故障预测 生成对抗网络 样本质量评估 智能运维

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零故障样本下小波知识驱动的工业机器人故障检测 被引量：2

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作者 黎国强 魏美容 +2 位作者 吴德烽 吴军 段超群 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期166-176,共11页

针对零故障样本问题,现有方法大多从迁移学习、样本生成等开展研究,然而该类方法依赖相近故障样本,难以保证训练样本与真实故障信号在数据分布上保持对齐,导致模型泛化性不足。针对上述问题,提出了基于连续小波变换知识库和ViT网络的故... 针对零故障样本问题,现有方法大多从迁移学习、样本生成等开展研究,然而该类方法依赖相近故障样本,难以保证训练样本与真实故障信号在数据分布上保持对齐,导致模型泛化性不足。针对上述问题,提出了基于连续小波变换知识库和ViT网络的故障检测方法。采用了多种母小波函数构建连续小波变换知识库,从不同时-频角度对机械装备监测数据进行分析;设计了一种基于多模态时-频特征的对比损失函数,实现了ViT的有效训练;开发了基于余弦相似性分析的故障检测算法,检测机械装备各类异常状态。使用工业机器人实验平台对方法进行验证。结果表明,所提方法能够在零故障样本下构建高性能的特征提取网络,并能对各类故障状态进行准确检测。 展开更多

关键词 零故障样本 连续小波变换知识库 对比损失函数 故障检测

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针对汽轮机转子故障样本不足的典型故障检测方法研究 被引量：2

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作者 吴董炯 何群山 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第3期101-108,共8页

目前深度学习在机械系统的故障诊断方面得到较大普及和发展,这些智能模型需要大量的训练数据确保其泛化能力。然而实际汽轮机转子故障数据缺乏或者难以获取,这给智能故障诊断带来新的挑战。提出一种基于汽轮机转子数值模拟生成故障数据... 目前深度学习在机械系统的故障诊断方面得到较大普及和发展,这些智能模型需要大量的训练数据确保其泛化能力。然而实际汽轮机转子故障数据缺乏或者难以获取,这给智能故障诊断带来新的挑战。提出一种基于汽轮机转子数值模拟生成故障数据并进行智能故障诊断的方法,通过建立转子有限元模型,生成能够反映其工作状态的故障信息,从而为智能模型提供数据样本。采用根据实际转子信号建立的高精度转子有限元模型,能够有效解决故障样本不足的问题,从而提高智能诊断准确率。通过将有限元技术与深度卷积神经网络相结合,所提出的方法能够在故障样本不足及部分故障信号难以测量的情况下实现汽轮机转子端到端的智能故障诊断,具有准确率高、鲁棒性强的特点。 展开更多

关键词 故障诊断 汽轮机转子 数值模拟 故障样本不足 深度卷积神经网络 智能故障诊断

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基于模糊灰色关联分析的故障样本集评估方法 被引量：12

4

作者 李天梅 邱静 +1 位作者 刘冠军 沈亲沐 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期2196-2200,共5页

为了在测试性验证试验之前获得理想的故障样本集,提出了一种基于模糊灰色关联分析的故障样本评估方法。首先确定了用于评估故障样本的指标,该指标有效地将样本量、样本结构和故障注入等多个特性指标综合考虑,利用模糊层次分析法确定各... 为了在测试性验证试验之前获得理想的故障样本集,提出了一种基于模糊灰色关联分析的故障样本评估方法。首先确定了用于评估故障样本的指标,该指标有效地将样本量、样本结构和故障注入等多个特性指标综合考虑,利用模糊层次分析法确定各个指标的权重,然后通过灰色关联分析建立了故障样本集与故障模式集的距离模型,通过该距离模型来描述故障样本集对故障模式集的代表性,应用表明,该方法可以有效评估故障样本集,并可指导故障样本的选取。 展开更多

关键词 测试性验证 故障样本集评估 灰色关联 距离模型 模糊层次分析法

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基于故障扩散强度的故障样本选取方法 被引量：9

5

作者 李天梅 邱静 +1 位作者 刘冠军 徐从启 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期829-833,共5页

传统的测试性验证试验样本选取方法没有考虑测试对象的各故障模式之间的复杂性与不确定性关系。针对这一问题,建立了一种基于模糊概率Petri网的复杂系统故障扩散模型,该模型完备地描述了测试对象故障模式之间的传播扩散关系,并引入故障... 传统的测试性验证试验样本选取方法没有考虑测试对象的各故障模式之间的复杂性与不确定性关系。针对这一问题,建立了一种基于模糊概率Petri网的复杂系统故障扩散模型,该模型完备地描述了测试对象故障模式之间的传播扩散关系,并引入故障扩散强度概念,按分步扩散的原则对故障扩散过程进行描述,给出了每个故障的扩散强度量值。提出了基于故障率和故障扩散强度的故障样本选择方法,案例验证结果表明,基于该方法选择的故障样本集更能覆盖测试对象的故障模式集。 展开更多

关键词 人工智能 测试性验证 故障样本选取 模糊概率Petri网 故障扩散强度

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基于遗传算法的故障样本优化选取方法 被引量：7

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作者 邓露 许爱强 吴忠德 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期1703-1708,共6页

为降低测试性验证试验费用,提出基于遗传算法的故障样本优化选取方法。方法通过故障—测试关联分析和故障—故障等价分析,确定初始故障样本集中各元素对应的等价集,并对初始故障样本集进行扩展,在此基础上,建立了故障样本选取优化求解... 为降低测试性验证试验费用,提出基于遗传算法的故障样本优化选取方法。方法通过故障—测试关联分析和故障—故障等价分析,确定初始故障样本集中各元素对应的等价集,并对初始故障样本集进行扩展,在此基础上,建立了故障样本选取优化求解模型。在不降低样本注入数量和测试特性的条件下,以试验费用最小为优化目标,给出了基于改进遗传算法的样本优化选取方法。算例应用结果表明,该方法设计的故障样本选取方法能有效降低测试性验证试验费用。 展开更多

关键词 测试性验证试验 试验费用 遗传算法 故障样本选取 等价集

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基于危害度相对比值的故障样本分配方案 被引量：13

7

作者 赵建扬 李小珉 雷琴 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2011年第2期55-59,共5页

针对机电产品测试性验证评估试验中,基于故障率的按比例分层抽样分配传统方法忽略了关键因素产品故障模式危害度,导致试验结果不精确这一问题,结合故障模式严酷度评分等级,改进了产品危害度分析模型,首次提出基于危害度相对比值的故障... 针对机电产品测试性验证评估试验中,基于故障率的按比例分层抽样分配传统方法忽略了关键因素产品故障模式危害度,导致试验结果不精确这一问题,结合故障模式严酷度评分等级,改进了产品危害度分析模型,首次提出基于危害度相对比值的故障样本分配方案。通过在导弹飞控组件的二次电源系统中进行测试性验证评估试验,结果表明:该方案与基于故障率的按比例分成抽样分配方法相比,故障样本分配结果更加合理,测试性验证评估结果更加接近系统测试性设计的真实水平,其更具有工程实用性。 展开更多

关键词 测试性验证评估 故障样本分配 严酷度评分等级 故障模式危害度 危害度相对比值

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航空发动机可靠性评估中故障样本时效性分析 被引量：2

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作者 洪杰 王大伟 马艳红 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1464-1467,共4页

通过故障数据建立可靠性模型反映系统可靠性状态的变化具有一定的滞后性,随着发动机可靠性水平的不断提高,对航空发动机进行可靠性评估需要将早期故障样本进行时效性处理.提出衰减因子α用于表示故障强度的衰弱程度,对Gompertz可靠性增... 通过故障数据建立可靠性模型反映系统可靠性状态的变化具有一定的滞后性,随着发动机可靠性水平的不断提高,对航空发动机进行可靠性评估需要将早期故障样本进行时效性处理.提出衰减因子α用于表示故障强度的衰弱程度,对Gompertz可靠性增长模型改进得到故障的衰减函数,来描述故障强度的衰弱过程;用Bayes方法合理利用发动机全部故障样本进行数据融合,可有效解决样本的时效性问题.对在研的某涡扇发动机进行故障统计分析,研究了典型故障模式的时效性变化,结果表明:考虑样本的时效性后进行可靠性评估对发动机当前的可靠性水平能给予更加科学的评价. 展开更多

关键词 航空发动机 可靠性评估 故障样本 时效性

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基于扩展关联矩阵的故障样本等价方法 被引量：4

9

作者 辜健 王红霞 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2012年第5期70-74,共5页

为方便测试性试验过程的实施,针对测试性验证试验中故障样本不可注入或注入成本太高的问题,提出了一种故障样本等价的计算方法。在对故障样本进行功能等价划分和测试等价划分的基础上,考虑到两个等价划分的不足,对所涉及的三种关联矩阵... 为方便测试性试验过程的实施,针对测试性验证试验中故障样本不可注入或注入成本太高的问题,提出了一种故障样本等价的计算方法。在对故障样本进行功能等价划分和测试等价划分的基础上,考虑到两个等价划分的不足,对所涉及的三种关联矩阵进行了定义,并根据测试点上不同测试对应的功能属性设计了一种满足实际需求的故障样本等价算法,并用实例说明了该方法的计算过程和可行性。 展开更多

关键词 扩展关联矩阵 故障样本等价 功能等价 测试等价

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基于物理注入的模拟电路故障样本选取方法研究 被引量：2

10

作者 李睿峰 李文海 +1 位作者 刘勇 唐小峰 《电子测量技术》 2017年第1期90-94,122,共6页

针对当前电子装备测试性验证试验中故障样本选取缺少有效的定量化手段的问题,提出一种综合考虑故障率、严酷度、破坏性和注入费用的模拟电路故障样本选取方法。首先,基于层次分析、敏感性分析、元器件工作参数分析和注入费用分析等方法... 针对当前电子装备测试性验证试验中故障样本选取缺少有效的定量化手段的问题,提出一种综合考虑故障率、严酷度、破坏性和注入费用的模拟电路故障样本选取方法。首先,基于层次分析、敏感性分析、元器件工作参数分析和注入费用分析等方法为上述4个要素分别建立定量模型;然后,构建了一个考虑上述4个要素的综合指标,用于描述故障样本的重要度,并以此作为故障样本选取的依据;最后,通过Pspice仿真对该方法进行了实验应用。仿真结果表明,所提方法可操作性强,适用于测试性验证的工程实践。 展开更多

关键词 物理注入 模拟电路 故障样本选取 故障率 严酷度 破坏性 注入费用

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基于费用损失风险优先数的故障样本分配方案 被引量：1

11

作者 刘源 《农业装备与车辆工程》 2016年第2期51-54,66,共5页

汽车维修性验证中传统按比例分层抽样方法仅以故障率作为样本分配依据,忽略了故障模式严酷度及被检测难度这两个重要因素,导致维修性验证结果不准确。为解决这个问题,提出了一种基于费用损失RPN的故障样本分配方案。以可定量计算的费用... 汽车维修性验证中传统按比例分层抽样方法仅以故障率作为样本分配依据,忽略了故障模式严酷度及被检测难度这两个重要因素,导致维修性验证结果不准确。为解决这个问题,提出了一种基于费用损失RPN的故障样本分配方案。以可定量计算的费用损失代替严酷度等级(S)和被检测难度(P),以故障率代替发生概率等级(O),实现RPN值的定量化。由RPN值计算出相对风险概率,逐层将样本量分配至组成单元、故障模式。最后,在汽车制动系统中应用该方法进行维修性验证试验的样本分配,使得费用损失较高的故障模式获得了更多的样本量,这样的故障样本分配方案更加合理,试验结果更加接近实际。 展开更多

关键词 维修 验证试验 费用损失 风险概率 故障样本分配

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基于符号有向图的故障样本选取方法 被引量：6

12

作者 张如佩 姜斌 刘剑慰 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第1期57-61,共5页

针对故障注入实验所需故障样本容量大、样本区分性不高等问题，建立了一种基于符号有向图的复杂系统故障样本选取方法，该方法通过对系统建立符号有向图（Signed Directed Graph，SDG）模型并引入相容通路概念完备描述了故障的传播过程... 针对故障注入实验所需故障样本容量大、样本区分性不高等问题，建立了一种基于符号有向图的复杂系统故障样本选取方法，该方法通过对系统建立符号有向图（Signed Directed Graph，SDG）模型并引入相容通路概念完备描述了故障的传播过程，并采用去毁度评价计算模型节点重要性，提出了一种考虑节点重要性及故障传播的故障样本选取方法。案例分析表明，该方法选择的样本数量以及需求的数据信息更少，提高了样本完备性且更能覆盖整个系统。 展开更多

关键词 符号有向图 故障样本 样本优化 相容通路

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故障样本的多指标集成加权分配方法 被引量：3

13

作者 刘磊 宋家友 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2019年第4期742-749,共8页

针对测试性验证实验中故障样本分配结果置信度比较低的问题,提出了一种多指标集成加权的分配方法。首先,综合分析故障属性与环境因子对故障样本分配结果置信度的影响,在此基础上,定量计算影响指标的值;其次,采用集成加权法确定各个指标... 针对测试性验证实验中故障样本分配结果置信度比较低的问题,提出了一种多指标集成加权的分配方法。首先,综合分析故障属性与环境因子对故障样本分配结果置信度的影响,在此基础上,定量计算影响指标的值;其次,采用集成加权法确定各个指标的权重;最后,利用归一化后的指标比值进行故障样本分配。该方法改进了故障率、严酷度、危害度及指标权重的计算方法,并提出了故障样本分配中故障-环境关联度的计算方法。在某型装备故障样本分配中的应用结果表明,该方法的分配结果更合理,置信度更高,更具有实际应用价值。 展开更多

关键词 故障样本分配 故障属性 环境因子 集成加权 故障-环境关联度

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基于后验风险确定故障样本量的Bayes方法 被引量：3

14

作者 周奎 孙世岩 严平 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期1672-1676,共5页

针对目前测试性故障样本量的确定方法过于粗糙和试验样本量过大的问题,提出了合理运用信息熵方法对装备系统各单元的测试性先验信息进行信息融合,得到装备系统级测试性试验数据。在此基础上得到测试性指标的先验分布,并进一步通过Bayes... 针对目前测试性故障样本量的确定方法过于粗糙和试验样本量过大的问题,提出了合理运用信息熵方法对装备系统各单元的测试性先验信息进行信息融合,得到装备系统级测试性试验数据。在此基础上得到测试性指标的先验分布,并进一步通过Bayes后验风险准则确定故障样本量及试验方案。以某型电动舵机系统各模块的试验数据为例,以故障检测率为测试性指标,经过分析和计算,发现运用所提方法得到的故障样本量相比传统方法明显减少,从而减少了试验成本,同时得到的测试性指标相对误差较小,保证了可信度。 展开更多

关键词 故障样本量 测试性试验 后验风险 先验信息 BAYES方法

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带故障样本的弹性双阈值SVDD在线故障诊断算法及其应用 被引量：7

15

作者 张敏龙 王涛 +1 位作者 王旭平 赵军红 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期555-560,共6页

提出一种带故障样本的弹性双阈值SVDD在线故障诊断算法,该算法从故障样本使用、实时样本划分以及训练样本更新三个方面对传统在线SVDD算法进行优化。一是在SVDD训练阶段加入故障样本,提高数据描述能力和诊断精度;二是提出球边界偏移判... 提出一种带故障样本的弹性双阈值SVDD在线故障诊断算法,该算法从故障样本使用、实时样本划分以及训练样本更新三个方面对传统在线SVDD算法进行优化。一是在SVDD训练阶段加入故障样本,提高数据描述能力和诊断精度;二是提出球边界偏移判别准则,形成可变的双层边界将超球空间分成三个区域,同时增大对故障样本的敏感性,降低漏检风险;三是引入滑动窗机制批量检测更新样本,减少计算量,并通过调节落入中间区域的样本比例控制虚警率。对离心压缩机喘振过程信号检测的试验结果表明,该算法能够自适应更新模型和阈值,并在极少虚警和漏检的情况下实现压缩机喘振故障的准确高效诊断。 展开更多

关键词 故障诊断 支持向量域描述 故障样本 球边界偏移判别 滑动窗

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基于TOPSIS法与灰色关联度法的故障样本分配方法 被引量：4

16

作者 徐达 焦庆龙 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2019年第10期163-167,172,共6页

针对故障率作为维修性试验验证故障样本分配的主要影响因素,而使故障样本分配结果的合理性与可信性不足的问题,提出了一种基于TOPSIS法与灰色关联度法的维修性试验验证故障样本分配方法。构建了故障样本分配影响因素体系,采用残缺判断... 针对故障率作为维修性试验验证故障样本分配的主要影响因素,而使故障样本分配结果的合理性与可信性不足的问题,提出了一种基于TOPSIS法与灰色关联度法的维修性试验验证故障样本分配方法。构建了故障样本分配影响因素体系,采用残缺判断矩阵法确定了各影响因素的权重,基于TOPSIS法与灰色关联度法构建了故障样本分配的数学模型。以某型装甲车辆加温器的维修性试验为例,验证了所提故障样本分配方法的可行性,结果表明:相比按比例分层抽样的故障样本分配方法,所提方法的故障样本分配结果的合理性与可信性明显提高,更适用于装甲装备维修性试验验证工程实践。 展开更多

关键词 维修性试验 故障样本分配 TOPSIS法 灰色关联度法

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基于层次Bayesian网络及后验风险准则的故障样本量确定方法 被引量：5

17

作者 史贤俊 王康 +1 位作者 韩旭 龙玉峰 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期171-181,共11页

针对现有测试性验证方法对装备系统结构考虑不足,且在双方风险约束条件下所确定的故障样本量过大问题,提出一种基于层次Bayesian网络和后验风险准则的故障样本量确定方法。根据装备系统结构建立测试性验证方法的层次Bayesian网络模型,... 针对现有测试性验证方法对装备系统结构考虑不足,且在双方风险约束条件下所确定的故障样本量过大问题,提出一种基于层次Bayesian网络和后验风险准则的故障样本量确定方法。根据装备系统结构建立测试性验证方法的层次Bayesian网络模型,并以故障检测率作为Bayesian网络的传递参数;提出Bayesian网络不确定性推理算法,充分融合各层次测试性先验信息,同时基于偏度-峰度检验的拟合分布选取方法推导出系统故障检测率联合先验分布;进一步结合系统成败型数据确定其后验分布,基于后验样本数据集和Bayes后验风险准则设计故障样本量确定算法,通过实例进行分析。结果表明,与经典验证方法、传统Bayesian方法相比,所提方法在相同双方指标约束下能有效降低样本量。 展开更多

关键词 层次Bayesian网络 后验风险准则 测试性 测试性验证 故障样本量 故障检测率

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基于多因子融合的维修性验证试验故障样本分配方法研究 被引量：3

18

作者 苗佳雨 闫鹏程 +2 位作者 连光耀 张西山 蔡丽影 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第26期51-57,共7页

针对维修性验证试验中样本分配结果不理想,导致维修性验证试验结论置信度低的问题,提出了基于多因子融合的维修性验证试验样本分配方法;首先,通过对故障样本分配影响因素的分析,定义了故障样本分配影响因子集,提出了基于多因子融合的故... 针对维修性验证试验中样本分配结果不理想,导致维修性验证试验结论置信度低的问题,提出了基于多因子融合的维修性验证试验样本分配方法;首先,通过对故障样本分配影响因素的分析,定义了故障样本分配影响因子集,提出了基于多因子融合的故障样本分配算法;然后,分别确定了各影响因子的影响系数,并采用模糊层次分析法获得了各影响因子的影响权值;最后,以某型装备子系统为例进行实例验证,并同基于故障率的分层抽样样本分配方法进行对比分析,结果表明该方法得到的样本分配结果结构更加科学,提高了试验结论的置信度,具有良好的工程应用价值。 展开更多

关键词 维修性验证试验 故障样本分配 影响因子集 多因子融合

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基于故障传播危害性的故障样本集选取方法 被引量：1

19

作者 宗子健 马彦恒 刘新海 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2018年第2期98-101,共4页

在测试性试验样本的选取中,引入故障传播危害性因素,综合考虑费用、故障重要度、故障等价集和故障传播因素,对故障样本进行更加科学合理的选择,并以放大滤波电路系统为例,进行故障样本选取,并与其他方法对比,结果表明,使用该方法得到的... 在测试性试验样本的选取中,引入故障传播危害性因素,综合考虑费用、故障重要度、故障等价集和故障传播因素,对故障样本进行更加科学合理的选择,并以放大滤波电路系统为例,进行故障样本选取,并与其他方法对比,结果表明,使用该方法得到的故障样本满足故障覆盖充分性要求,费用更少,更贴近于工程实践。 展开更多

关键词 测试性验证试验 故障样本选取 故障传播危害性

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基于多影响因子和重要度的故障样本优选

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作者 邱文昊 连光耀 +1 位作者 杨金鹏 黄考利 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2551-2559,共9页

针对测试性试验故障样本选择时影响因子考虑不全面、抽样方法工程应用性不强、影响因子权值主观性较强等问题,提出基于故障模式多影响因子和重要度的故障样本优选方法。在分析基于多影响因子抽样必要性的基础上确定了故障模式影响因子,... 针对测试性试验故障样本选择时影响因子考虑不全面、抽样方法工程应用性不强、影响因子权值主观性较强等问题,提出基于故障模式多影响因子和重要度的故障样本优选方法。在分析基于多影响因子抽样必要性的基础上确定了故障模式影响因子,并提出了基于PageRank的传播强度计算方法;提出了基于信息熵的相似度和基于相对比较关系的支持度计算方法,采用博弈决策方法确定了影响因子权值,实现了基于相对重要度的故障样本优选。将该方法应用于某装备控制系统的测试性验证试验,结果表明:故障样本优选方法能降低单次试验评估结果的随机性;样本选取时综合考虑多种影响因子和既客观又满足试验双方要求的影响因子权值,更符合测试性试验需求,选取的故障样本更合理。 展开更多

关键词 故障样本 影响因子 重要度 测试性 故障传播强度 相似度 支持度 抽样方法

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