基于军事物联网技术的某型导弹智能故障预测方法研究

摘要

现代导弹装备不断向着电子化、数字化、信息化方向发展，然而导弹装备的维修方式还主要沿用事后维修和定期维修的方式，这不可避免的带来一系列问题:事后维修，是不坏不修，这种维修方式隐含较大的安全隐患;定期维修，是好坏都修，这种维修方式往往造成盲目修理或导弹装备失修现象。这种维修保障体制已难以适应越来越复杂的导弹装备保障需要。现在先进的维修理念是基于状态的维修(CBM，Condition-BasedMaintenance)和维护，而故障预测技术是其基础。利用军事物联网(MIT，The MilitaryInternet of Things)技术实现导弹装备智能化的故障预测，已成为世界各国军方关注的焦点。
　　因此，借鉴和引入军事物联网工程技术体系的新思维和新方法，发展结合传统的物理模型和智能分析技术，并能处理数字信息、符号信息及知识信息的的智能故障预测技术，对于实现先进的维修理念最有利，并将引领一个导弹装备维修保障新时代的到来。但是，目前国内在这方面的研究刚刚起步，研究成果较少。本论文针对基于军事物联网技术的某型导弹智能故障预测方法展开研究，主要内容包括:
　　首先，介绍了军事物联网的相关基础知识，研究梳理军事物联网的“四级七层”工程技术体系架构，为研究基于军事物联网技术的智能故障预测方法奠定了基础;
　　其次，开展了军事物联网技术实现研究，给出了军事物联网技术在某型导弹装备信息实时感知、信息传输、海量信息的处理与存储、智能维修和寿命预测方法的实现架构;
　　第三，研究了故障信息采集方法，优化了参数测量的种类，确定了传感器的配置，进行了数据处理和状态信息融合技术研究;通过嵌入微传感装置和自动采集设备，实现了导弹装备战技术性能的实时感知和在线处理，确保了装备感知、传输、汇总和上报的导弹装备数质量信息的实时性、准确性和完整性，研究如何迅速准确的实时感知导弹装备信息或非实时感知导弹装备信息;
　　最后，在军事物联网技术的基础上，主要是具体研究确定某型导弹信息采集的途径和标准;研究构建某型导弹失效机理分析、扩展FMECA分析、故障预测模型设计和故障预测方法。论文研究成果对于提高部队装备保障能力，实现视情维修和精确化维修具有重要的军事价值和现实意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．2 论文研究目的与意义

1．3 基本概念和研究范围

1．3．1 军事物联网

1．3．2 故障预测

1．4 国内外研究现状

1．4．1 军事物联网技术发展现状

1．4．2 故障预测技术的研究现状

1．4．3 故障预测方法研究方向

1．4．4 某部军事物联网实验室建设现状

1．5 本论文的研究内容和框架

1．5．2 基本的思路及框架

1．6 本章小结

第2章 军事物联网基础理论和关键技术体系架构

2．1 军事物联网功能架构分析

2．1．1 军事物联网基本功能分析

2．1．2 军事物联网体系框架分析

2．1．3 军事物联网工程技术体系框架

2．2 军事物联网工程技术体系架构之基础理论级

2．2．1 揭示系统规律和内涵的基础性

2．2．2 协同系统整体运行的指导性

2．2．3 融合科技创新蓄能的推动性

2．2．4 系统功能目标实现为主导的应用性

2．3 军事物联网工程技术体系架构之支持技术级

2．3．1 关键技术

2．3．2 支撑技术

2．3．3 公用技术

2．3．4 专用技术

2．4 军事物联网工程技术体系架构之功能运作级

2．4．1 感知层

2．4．2 网络层

2．4．3 控制层

2．4．4 执行层

2．5 军事物联网工程技术体系架构之目标任务级

2．5．1 装备状态监控实时化

2．5．2 战场态势感知同步化

2．5．3 装备指挥控制灵敏化

2．5．4 火力打击平台自主化

2．5．5 检测维修手段智能化

2．5．6 装备物资保障精确化

2．6 本章小结

第3章 某型导弹基于军事物联网技术的故障预测推理策略

3．1 某型导弹及其典型部件

3．2 典型的装备故障预测与健康管理系统体系结构分析

3．2．1 典型的装备故障预测与健康管理系统体系结构

3．2．2 典型装备故障预测和健康管理体系结构基本特征

3．3 基于军事物联网的导弹装备故障预测与健康管理系统架构分析

3．4 基于军事物联网技术的故障预测方法分析

3．4．1 基于物理模型的故障预测

3．4．2 基于数据驱动的故障预测

3．4．3 基于统计分布的故障预测

3．5 基于军事物联网的导弹装各预知维修分析

3．6 本章小结

第4章 某型导弹基于军事物联网技术的故障预测及实现方法

4．1 导弹装备采集数据的预处理

4．1．1 基于聚类技术的信号类型选取

4．1．2 基于数据清洗技术的冗余数据过滤

4．2 基于军事物联网的预测模型和算法

4．2．1 基于支持向量机的某典型部件故障预测

4．2．2 基于灰色模型的典型部件故障预测

4．2．3 基于支持向量机和灰色模型组合的某型导弹故障预测

4．3 基于军事物联网的导弹装备部件寿命预测方法

4．3．1 剩余寿命预测的输入和输出

4．3．2 基于改进QPSO优化SVM的剩余寿命预测

4．4 本章小结

第5章 基于军事物联网的某型导弹故障预测系统

5．1 某型导弹故障预测系统总体设计

5．1．1 某型导弹军事物联网系统的网络拓扑结构

5．1．2 某型导弹军事物联网系统的总体组成及工作流程

5．1．3 某型导弹军事物联网系统功能体系架构

5．2 数据采集装置技术方案

5．3 装备故障诊断与状态评估

5．4 装备故障预测流程设计

5．5 装备维修决策制定

5．6 本章小结

第6章 结论与展望

6．2 研究工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果