基于马尔可夫决策理论的无人机视情维修策略.pdf

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1、第22卷第7期电光与控制Vol.22No.72015年7月ElectronicsOptics&ControlJuly2015doi:10.3969/j.issn.1671-637X.2015.07.023基于马尔可夫决策理论的无人机视情维修策略谷泽阳,李小民(军械工程学院,石家庄050003)摘要:视情维修可以根据设备工作状况安排预防性维修措施,是解决退化失效问题、保证设备可用度的有效途径。以无人机核心部件为研究对象,将部件在运行中发生的缓慢劣化过程,划分为若干个性能劣化状态。利用连续时间马尔可夫链理论建立状态维修及更换策略模型

2、。以设备的稳态最大可用度为决策指标,同时考虑相邻两个阶段的平均劣化时间、平均检测时间、平均预防性维修时间以及更换部件时间等因素的影响。根据马氏过程平稳状态下的统计平衡原理,采用递归求解的算法对模型进行求解,最终确定系统最优检测频率、视情维修阈值和更换策略。实验结果表明,该模型能有效描述设备的劣化过程,实现设备维修优化。关键词:视情维修;无人机;马尔可夫理论;检测更换策略中图分类号:TP399文献标志码:A文章编号:1671-637X(2015)07-0111-04On-ConditionMaintenanceandReplace

3、mentPolicyforUAVsBasedonTheoryofMarkovProcessGUZe-yang，LIXiao-min(OrdnanceEngineeringCollege，Shijiazhuang050003，China)Abstract:Condition-basedmaintenancecanarrangepreventivemaintenanceaccordingtotheoperatingcon-ditionoftheequipment，whichisaneffectivewaytosolvethedegr

4、adationfailureandensuretheavailabilityofequipments.Inthispaper，wefocuseonthecorecomponentsoftheUAVsanddevelopthecondition-basedmaintenancemodelaswellasreplacementpolicywiththemethodofcontinuous-timeMarkovchainbydividingthedeteriorationintodifferentstateshappenedinthe

5、operationalprocess.Inthemodel，themaximalsteadystateavailabilityofthesystemisusedastheindicatortoarrangemaintenance，whiletheimpactofthesuchfactorsasaveragetimeofthedeteriorationbetweentwoadjacentstages，theaveragedetectiontime，theaveragetimeofpreventivemaintenanceandth

6、etimeforpartreplacingandetc，isalsotakenintoaccount.Ultimately，theoptimalfrequencyoftestingsystemandthethresholdofcondition-basedmaintenanceaswellasthereplacementpolicyaredeterminedbyusingarecursivealgorithmtosolvethemodelaccordingtotheprincipleofstatisticalequilibriu

7、minthesteadystateofMarkovprocess.Theresultshowsthatthepresentedthemodelcandescribethedegradationprocesseffectively，andcanbeusedtooptimizethemaintenancepolicies.Keywords:condition-basedmaintenance;UAV;theoryofMarkovprocess;checkreplacementpolicy无人机系统日趋复杂,在保障飞行安全、降低维护成

8、0引言本、提高无人机可靠性方面对状态监测和维护方式提无人机(UAV)是我军近年来重点发展的高技术出了新的挑战。为了提高无人机的安全性、可靠性、使武器装备。随着军队对无人机作战要求的提高,现代用效率和减少维护成本,引入视情维修策略非常必要。无人机健康状态转移是一个