基于改进CS的混合威布尔分布最优化参数估计.pdf

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1、设备设计／诊断维修／再制造现代制造工程(ModernManufacturingEngineering)2017年第4期基于改进CS的混合威布尔分布最优化参数估计池阔，康建设，王广彦，吴坤(军械工程学院，石家庄050003)摘要：混合威布尔分布常用于拟合多失效模式的设备寿命数据，但由于该分布的形式复杂且参数众多，其参数估计较为困难。针对该问题，在对布谷鸟搜索(CuckooSearch，CS)算法的步长比例和寄主鸟发现概率改进的基础上，提出基于改进cs的混合威布尔分布最优化参数估计方法。该方法以最小化残差平方和为目标，建立参数估计优化模型，并通过改进的cs算法进行

2、参数寻优。案例以飞机挡风玻璃寿命数据为对象，采用cs算法以及3种改进的cs算法分别对两重两参数威布尔分布进行2000次参数估计，对比分析各算法的寻优结果表明：融合步长比例改进和寄主鸟发现概率改进的cs算法的参数估计精度较高，估计结果较可靠。关键词：可靠性分析；参数估计；最dx--乘法；布谷鸟搜索算法；算法改进中图分类号：TBll4文献标志码：A文章编号：167l—3133(2017J04—0149—06DoI：10．16731／j．cnki．1671—3133．2017．04．028Anoptimalparameterestimationoftheweibul

3、lmixturesusingtheimprovedcuckoosearchalgorithmChiKuo，KangJianshe，WangGuangyan，WuKun(OrdnanceEngineeringCollege，Shijiazhuang050003，China)Abstract：ThedevicelifedatawhichinvolvemorethanonekindofthefailuremodeareoftenfittedbytheWeibullmixtures．Duetothecomplexformsandthemultipleparameter

4、s，theparameterestimationofthesedistributionsisquitedifficult．Astothisprob-lemabove，onthebasisofimprovingthestepsizesca]esandtheprobabilityofdiscoveryoftheCuckooSearch(CS)algorithm，aparameterestimationoftheWeibullmixturesbasedontheproposedmethodisproposed．Atfirst，themethodneedtobuild

5、alloptimalmodelfortheaimofminimizingtheresidualsumofsquares．Then，themodelissolvedbytheimprovingalgorithm．Inthecasestudy，thelifedataofthecraftwindshieldsareregardedasthefittingobjectsofthetwo—foldtwo—parameterWeibull．TheCuckooSearch(CS)algorithmandotherthreekindsoftheimprovingCuckooS

6、earch(CS)algorithmareusedtosearchthebestsolutionfor2000timessimultaneously．TheoptimizationresultsarecomparedandthecontrastprovesthattheaccuracyandtheSuccessrateoftheparameterestimationbasedonthealgorithmwhichmixesthetwoimprovedmethodisthebetterone．Keywords：reliabilityanalysis；parame

7、terestimation；leastsquaremethod；CuckooSearch(CS)algorithm；algorithmimprove·ment0引言单一威布尔分布依靠其良好的数据拟合特性，已被广泛地应用于机械部件、电子元器件的可靠性分析HJ。由于工作环境、原材料和制造工艺等因素的差异，设备的失效模式往往并不唯一。对于多失效模式的数据样本，LingJ等人旧1指出采用混合威布尔分布进行拟合将更符合实际。混合威布尔分布的形式相对复杂，涉及参数较多。若采用极大似然估计法或者矩估计法进行参数估计，则需联立求解复杂的超越方程组，求解十分困难。为了避免上述难

8、题，可将最小化残差平方和作为目标，建立