半球諧振陀螺儀壽命預測方法研究.pdf

1、半球諧振陀螺儀是一種新型振動陀螺儀,它具有可靠性高、壽命長、抗沖擊和精度高等優(yōu)點,因此被廣泛應用到飛船、衛(wèi)星的穩(wěn)定控制、精度指向、航天器導航與行星探索等領域。由于半球諧振陀螺儀的高可靠性、長壽命、高成本和小子樣的特點,對其進行全生命周期測試來獲取壽命是不現(xiàn)實的。在投入應用之前,研究評估半球諧振陀螺儀的壽命具有重要意義。為了預測8個型號不同的半球諧振陀螺儀的壽命,本文主要做了以下幾個方面的工作:
　　第一,分別采用小波分析與包絡小波

2、組合分析兩種處理方式對半球諧振陀螺儀原始漂移數(shù)據(jù)進行降噪處理,獲得規(guī)律性更強的低噪數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理結果表明,兩種方式均能有效降低噪音數(shù)據(jù),但包絡小波組合分析的結果具有更高精度和更完整的規(guī)律。
　　第二,研究了當今應用廣泛的灰色模型、神經(jīng)網(wǎng)絡、支持向量機以及它們的優(yōu)化模型。分別從局部數(shù)據(jù)與全局數(shù)據(jù)角度對它們進行長期預測性能驗證,結果顯示基于神經(jīng)網(wǎng)絡與支持向量機的方法對長時間響應較弱,不適合用于長期預測,而基于灰色理論的方法則適合。因此

3、應用GM(1,1)及其殘差修正模型對8個半球諧振陀螺儀的漂移數(shù)據(jù)進行多周期預測,結合灰色關聯(lián)分析方法評估出失效階段,最終得到8個半球諧振陀螺儀的壽命均在7年以上。
　　第三,結合粒子群優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡、支持向量回歸突出的自學習、自適應能力和灰色模型有效的長期預測能力,提出了一種自回歸灰色模型:ARGM(1,1)(Autoregressive GM(1,1)),并利用殘差進行修正得到最后的殘差修正ARGM(1,1)模型。同樣從局部數(shù)

4、據(jù)與全局數(shù)據(jù)角度對該模型進行長期預測性能驗證,實驗結果表明,殘差修正 ARGM(1,1)模型具有良好的自適應能力與長期預測能力,且與殘差修正GM(1,1)模型相比,具有更高的預測精度和更好的時間響應能力。
　　第四,利用殘差修正 ARGM(1,1)模型分別對小波、包絡小波組合分析后的漂移數(shù)據(jù)進行多周期預測,并結合灰色關聯(lián)分析方法,預測出8個半球諧振陀螺儀的壽命:采用單一小波分析數(shù)據(jù)得到的預測壽命均在13年以上,采用包絡小波組合分析