一种惯性平台健康评估方法和电子设备

技术领域

本申请涉及惯性平台的技术领域，特别是一种惯性平台健康评估方法和电子设备。

背景技术

惯性平台作为装备的关键设备，其健康状态极大影响了装备的整体性能，面向未来装备使用与管理效能提升需求，亟需开展惯性平台健康评估工程化研究，指导惯性平台及装备系统的测试、贮存、维护、使用等工作，提升装备全寿命使用效能。

惯性平台是高精密复杂机电设备，监测变量众多、属性各异，对惯性平台整体可靠性与精度的影响较为复杂，目前国内对其健康状态评估的研究处于初期，相关研究成果很少，对于工程应用，评估的可信性和物理意义的明确更加重要。

发明内容

本申请提供一种惯性平台健康评估方法和电子设备，目的是为惯性平台健康评估提供方案，指导惯性平台健康维护，例如及时对惯性平台进行维修或更换，又如监控健康状态维持较优的惯性平台的相关参数和性能等。

第一方面，提供了一种惯性平台健康评估方法，包括：

对所述惯性平台的多个参数打分，所述多个参数包括第一参数组、第二参数组和第三参数组，所述第一参数组、所述第二参数组和所述第三参数组分别对应第一参数类别、第二参数类别和第三参数类别；

根据所述第一参数组中每项参数的分值，确定与所述第一参数类别对应的第一分值；

根据所述第二参数组中每项参数的分值，确定与所述第二参数类别对应的第二分值；

根据所述第三参数组中每项参数的分值，确定与所述第三参数类别对应的第三分值；

根据所述第一分值、所述第二分值、所述第三分值，确定所述惯性平台系统的综合评分。

与现有技术相比，本申请提供的方案至少包括以下有益技术效果：

为惯性平台系统健康评估提供方案，打分完成后得到惯性平台系统的综合打分情况，可以量化比较不同平台系统的性能，指导惯性平台系统健康维护，例如及时对惯性平台系统进行维修或更换，又如监控健康状态维持较优的惯性平台的相关参数和性能，辅助不同作业任务下的产品选择和作业任务决策等。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述方法还包括：

在所述综合评分低于预设分数等级的情况下，提示所述综合评分指示的危险类别，所述危险类别用于指示所述惯性平台的补救措施。

如产品性能急剧变差或临界劣化，应及时组织备份产品，在产品异常时可及时发现产品问题，并更换备份产品，同时针对问题产品启动维修流程进行维修，避免产品异常情况下持续工作带来更大的损失；惯性平台系统每个参数单独打分，可以量化惯性平台系统参数的性能，有助于尽快定位产品故障点，提高维修效率，同时也可为产品选用提供支撑，根据不同的应用需求，选用不同性能的产品。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述对所述惯性平台系统的每个参数单独打分，包括：

根据第一评分公式对目标单参数打分，所述第一评分公式满足：

其中，U为标称值，D为指标单侧区间；A

惯性平台系统参数单独打分实现指标的正规化、标准化处理，是惯性平台系统健康评估的基础。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一参数组包括马达电流、电压，所述第一参数类别为模拟量参数类别。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第二参数组包括一个或多个惯性仪表误差系数，所述第二参数类别为精度参数类别。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第三参数组包括星敏器灰度均值、方差，所述第三参数类别为星敏器参数类别。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述根据所述第i(i＝1,2,3)参数组的分值，确定与所述第i参数类别对应的第i分值，包括：

根据第二评分公式和所述第i参数组的分值，确定所述第i分值，所述第二评分公式满足：

q

常值加权处理的方式无法突出体现异常变化，因此引入一种变权算法，增加评分低的参数的权重，同时引入超出指标范围(后简称超差)权重，随着参数项的超差次数的增加，权重随之增加。其中，变权系数a取值越小，对评估结果的影响越大，越容易拉开分值。超差系数项Cs、q可以有效的提高超差参数的权重，显著增加超差对评估结果的影响，Cs、q值越大，综合打分对超差的敏感度越高，分值越低，变权综合打分相对于常值打分可以更加准确的描述平台的健康状态。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述确定所述第一分值、第二分值、第三分值，包括：在相应所述第二评分公式输出的评分位于目标评分域的情况下，确定所述第一分值、第二分值、第三分值分别在所述目标评分域对应的评分等级。

通过引入模糊规则，直观、动态的调整参数比重得到综合评分，实现模糊推理解模糊。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，在所述第二评分公式输出的评分位于[90，100]的情况下，所述分值“优秀”；

在所述第二评分公式输出的评分位于[70，90)的情况下，所述分值为“良好”；

在所述第二评分公式输出的评分位于[50，70)的情况下，所述分值为“一般”；

在所述第二评分公式输出的评分位于[30，50)的情况下，所述分值为“劣化”；

在所述第二评分公式输出的评分位于[0，30)的情况下，所述分值为“严重”。

第二方面，提供了一种电子设备，所述电子设备用于执行如上述第一方面中的任意一种实现方式中所述的方法。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种惯性平台系统健康评估方法的示意性流程图。

图2为本申请实施例提供的一种惯性平台系统健康评估方法的示意性流程图。

图3是本发明单参数评分函数示意图。

图4是本发明模糊推理输入/输出变量隶属度函数示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细的描述。

惯性平台健康评估是健康管理的一部分，为健康管理提供支撑。通过对惯性平台系统测试数据进行分析，描绘每项监测变量的健康状态特征，得到单个参数的健康评分，然后综合考虑各监测变量的重要程度和健康状态，根据一定规则给出惯性平台系统的定量健康评估结果，以确定惯性平台系统工作是否正常。本申请实施例设计了多级变权综合方法，综合评判惯性平台系统的健康状态。

图1是本申请实施例提供的一种惯性平台系统健康评估方法的示意性流程图。

110，对惯性平台系统的多个参数打分，多个参数包括第一参数组、第二参数组和第三参数组，第一参数组、第二参数组和第三参数组分别对应第一参数类别、第二参数类别和第三参数类别。

120，根据第一参数组的分值，确定与第一参数类别对应的第一分值；根据第二参数组的分值，确定与第二参数类别对应的第二分值；根据第三参数组的分值，确定与第三参数类别对应的第三分值。

130，根据第一分值、第二分值和第三分值，确定惯性平台系统的综合评分。

下面结合图1和图2所示的方法进行详细描述。

通过分析影响惯性平台系统可靠性和使用性能的关键环节，梳理出马达电流、电压等关键模拟量参数组成的第一参数组，惯性仪表误差系数等关键精度指标参数组成的第二参数组，星敏器灰度均值、方差等关键星敏器指标参数组成的第三参数组，进行多级融合评估。

第一级惯性平台系统参数单独打分，对三个参数组所有的平台惯性平台系统关键参数根据偏离标称值或技术指标的程度，获得单参数健康度评分。惯性平台系统关键参数单独打分实现指标的正规化、标准化处理，是惯性平台系统健康评估的基础。利用实测值与指标的关系得到单参数的评分。

具体地，设计评分公式如下：

其中，U为标称值，D为指标单侧区间，指标范围为[U-D，U+D]，对于精度参数等单侧指标则取U＝0；A

在一个实施例中，各参数在指标范围之内时，评分在30～100区间；各参数在指标范围之外且3倍指标区间之内时，评分在0～30区间；各参数在3倍指标区间之外时，评分为0；定义结果在90～100区间为“优秀”，在70～90区间为“良好”，在50～70区间为“一般”，在30～50区间为“劣化”，在0～30区间为“严重”等级。评分公式中，A

第二级分类参数变权综合打分，对同一参数类别的数据根据每个参数的重要性，设计不同的权重系数，同时，为提高恶劣参数项的权重，设计了变权算法。

具体地，对每项参数完成单参数打分之后，对模拟量、精度、星敏器三类数据分别进行综合打分，常用的多参数评估综合处理是根据专家经验设置不同参数的权重，对全部参数进行加权处理，但是，如果参数项较多，常值加权处理的方式无法突出体现异常变化，因此引入一种变权算法，增加评分低的参数的权重，同时引入超出指标范围(后简称超差)权重，随着参数项的超差次数的增加，权重随之增加。最终得到模拟量、精度、星敏器三种不同类型参数的综合健康度评分。

其中q

设对20个参数进行加权，其中参数S取1-100之间的分值，其他参数均取满分100，wi＝0.05，对可得到综合打分值如表1所示。

表1不同变权系数下综合打分比较

当a＝1时，变权加权法退化为常权综合，由表1可知，当得分较高时，相对于常权(a＝1)综合法，变权的作用不明显，随着得分降低，参数S的权重逐步增加，变权的作用越来越明显，这与我们的需求相符，同时可见变权系数a取值越小，对评估结果的影响越大。

为验证超差系数的影响，以a＝0.5为例，对不同超差系数的综合打分情况进行比较，假设参数S存在不同的超差次数Cs，其他参数不存在超差现象，综合打分结果如表2所示。

表2不同超差系数下综合打分比较

由表2可见，超差系数项Cs、q可以有效的提高超差参数的权重，显著增加超差对评估结果的影响，Cs、q值越大，综合打分对超差的敏感度越高，分值越低，变权综合打分相对于常值打分可以更加准确的描述平台的健康状态。

第三级模糊推理综合打分，根据不同参数类别在不同取值区间的重要程度，设计模糊规则，对三个参数类别的变权打分结果进行模糊推理，得到惯性平台健康度综合评分，最终确定惯性平台健康状态。

惯性平台不同参数在不同的数值范围重要性不同，为更好的描述相关影响，引入模糊规则，直观、动态的调整参数比重得到综合评分，以精度、模拟量、星敏器这三个参数类别的变权综合得分作为模糊规则的输入变量，惯性平台综合评分为输出变量，论域为[0,100]，选取5个语言值，优秀、良好、一般、劣化、严重，对输入、输出变量进行模糊化有隶属度函数如图4所示。

模糊规则如表3所示，若任意一项严重，则评分为严重。采用mamdani方法实现模糊推理解模糊，得到惯性平台综合评分。

表3模糊规则表

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模糊推理综合打分完成后得到惯性平台的综合打分情况，可以量化比较不同平台的性能，为产品的维护、使用提供参考。如产品性能急剧变差或临界劣化，应及时组织备份产品，在产品异常时可及时发现产品问题，并更换备份产品，同时针对问题产品启动维修流程进行维修，避免产品异常情况下持续工作带来更大的损失；惯性平台参数单独打分，可以量化惯性平台参数的性能，有助于尽快定位产品故障点，提高维修效率，同时也可为产品选用提供支撑，根据不同的应用需求，选用不同性能的产品。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此，本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。