可靠性試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法與工程實(shí)現(xiàn)

摘 要：在電子裝備可靠性評(píng)估過(guò)程中，通過(guò)各類試驗(yàn)所獲得的原始數(shù)據(jù)對(duì)裝備可靠性評(píng)估及可靠性設(shè)計(jì)具有重要意義，可靠性試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的效果直接影響著可靠性班次估的準(zhǔn)確性和有效性。這里介紹了可靠性試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法以及MATLAB和Visual C++混合編程的幾種方法，并綜合考慮其優(yōu)缺點(diǎn)采用其中一種方法編程實(shí)現(xiàn)可靠性數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)可靠性數(shù)據(jù)整理分析、數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化，縮短數(shù)據(jù)處理周期，并舉例說(shuō)明方法的有效性和可用性。

　　0 引言

　　隨著電子裝備的復(fù)雜程度越來(lái)越高，現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)裝備的可靠性的要求也愈來(lái)愈高，因此對(duì)可靠性試驗(yàn)提出了更高的要求，而可靠性試驗(yàn)數(shù)據(jù)是裝備可靠性*估、設(shè)計(jì)、研究的重要依據(jù)和有力支撐，數(shù)據(jù)分析則是一切可靠性工作的基礎(chǔ)，可靠性試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析工作越來(lái)越顯示出其重要的價(jià)值和作用。在對(duì)系統(tǒng)可靠性分析時(shí)，必須對(duì)采集的大量原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，用人工的方法完成這項(xiàng)任務(wù)既浪費(fèi)時(shí)間，又容易出錯(cuò)。MATLAB 軟件具有強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算環(huán)境和統(tǒng)計(jì)分析功能，而VC++又可以實(shí)現(xiàn)良好的人機(jī)交互界面，采用兩種軟件混合編程的方法，實(shí)現(xiàn)可靠性試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理既彌補(bǔ)了各自的缺點(diǎn)，又提高了試驗(yàn)效率，是軟件編程的最佳選擇。

　　1 可靠性試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)處理理論

　　可靠性試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)處理理論參考文獻(xiàn)。可靠性試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)不能直接提供給研究人員做可靠性評(píng)估和分析，須針對(duì)試驗(yàn)對(duì)象、試驗(yàn)類型、信號(hào)類型的不同選取不同的數(shù)據(jù)處理標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理主要包括以下幾個(gè)方面：

　　1.1 特征參數(shù)提取

　　特征參數(shù)提取主要是對(duì)試驗(yàn)中采集原始數(shù)據(jù)提取試驗(yàn)對(duì)象在應(yīng)力條件有明顯變化趨勢(shì)，用于可靠性評(píng)估的特征參數(shù)的提取，以文獻(xiàn)所述的某型雷達(dá)裝備20 kHZ 信號(hào)板為研究對(duì)象的可靠性為例，信號(hào)板最終輸出為一20 kHz 的正弦信號(hào)，所以其頻率、周期以及幅度（或峰峰值）均是可以反映該電路板是否完成規(guī)定功能和發(fā)生故障的重要指標(biāo)參數(shù)，因而對(duì)于該試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)處理的工作就是從中提取出信號(hào)頻率、幅度等參數(shù)，整理成一定格式用于可靠性評(píng)估與分析。具體針對(duì)不同形式的試驗(yàn)數(shù)據(jù)提取方法不盡相同，主要有以下幾方面：

　　1.1.1 非線性數(shù)據(jù)擬合法

　　曲線擬合的基本原理是：已知一組測(cè)定的數(shù)據(jù)（例如N個(gè)點(diǎn)（ xi ,yi ）求得自變量x 和因變量y 的一個(gè)近似解析表達(dá)式y(tǒng) =φ（ x ）。若記誤差δi=φ（ xi ）- yi ， i =1,2,…， N ,則要使誤差的平方和最小，要求：

　　為最小，這就是常用的最小二乘法原理。

　　Matlab 中非線性數(shù)據(jù)擬合的函數(shù)有l(wèi)sqcurvefit,lsqnONlin, inline 三個(gè)函數(shù)，以lsqcurvefit 為例，其調(diào)用格式為：x=lsqcurvefit（‘fun’，x0,xdata,ydata） 其中’fun’為擬合函數(shù)的M 函數(shù)文件名，x0 為初始向量，xdata，ydata 為參與曲線擬合的自變量和因變量試驗(yàn)數(shù)據(jù)。其他兩個(gè)函數(shù)調(diào)用格式與其類似。非線性數(shù)據(jù)擬合法主要用于能夠用于簡(jiǎn)單信號(hào)以及有具體參數(shù)函數(shù)模型的信號(hào)，如正弦波、三角波、方波等。