氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測方法及系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟：獲取前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)，并采用一階平均強化緩沖算子對所述前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)進行強化處理；計算強化處理后的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)的一次累加生成序列；計算所述一次累加生成序列的緊鄰均值生成序列；根據(jù)所述強化處理后的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)以及所述緊鄰均值生成序列計算GM（1，1）模型的最小二乘估計參數(shù)值；根據(jù)所述最小二乘估計參數(shù)值計算所述GM（1，1）模型的時間響應序列和還原值；根據(jù)所述時間響應序列和還原值計算后期預測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)。本發(fā)明縮短了試驗時間，節(jié)約了成本，提高了模型模擬和預測的精度。
【專利說明】氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測方法及系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測方法以及ー種氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]氨基漆是ー種常見的用于金屬防護的非金屬有機涂層，其防護能力的好壞將直接決定金屬材料的耐環(huán)境影響能力，如抗腐蝕、抗氧化能力等。有機涂層長期暴露在太陽輻射、鹽霧及濕熱環(huán)境下，容易發(fā)生物理和化性能變化，導致其防護性能逐步下降，因此氨基漆的環(huán)境適應性、老化特性一直是國內外研究的焦點。
[0003]研究氨基漆的環(huán)境適應性的最好方法當然是在自然環(huán)境條件下直接開展自然大氣暴露試驗，然而自然大氣暴露試驗不僅需要專門的場地(如外場試驗站)，試驗條件難于控制，試驗結果的重現(xiàn)性較差，而且試驗往往需要幾年或者十幾年才能獲得試驗結果，試驗時間特別長。相比之下，實驗室加速模擬試驗可以縮短試驗時間，而且重現(xiàn)性較好。實驗室加速模擬試驗方法主要根據(jù)自然環(huán)境的影響因素、量值及作用方式進行確定，目前針對熱帶海洋環(huán)境條件下有機涂層的實驗室加速模擬試驗主要采用太陽輻射-濕熱-鹽霧多因素綜合/組合試驗方法，這種方法已被證實與自然環(huán)境試驗方法相比具有較好的相關性和加速性。
[0004]然而，由于上述實驗方法首要是先考慮對自然環(huán)境條件下的影響因素、量值及作用方式進行模擬(即要求有較好的相關性)，再考慮其加速性，因此在獲得較好相關性的情況下，加速性常常會受到限制。因此，要想充分了解氨基漆的環(huán)境適應性，掌握其性能老化特性，采用實驗室太陽輻射-濕熱-鹽霧多因素綜合/組合試驗方法，仍需進行40天至60天的試驗，以每5天為ー個檢測周期，需要進行8次至12次檢測，試驗時間仍然較長，性能檢測次數(shù)較多，成本仍然較高。要想縮短試驗時間，又想更快結束試驗，要么研究更先進的試驗方法，要么以前期的試驗數(shù)據(jù)為基礎，建立性能退化數(shù)據(jù)模型，對后期性能數(shù)據(jù)進行預測。
[0005]目前，傳統(tǒng)的對性能數(shù)據(jù)的預測主要采用數(shù)據(jù)擬合的方式，通過建立一元線性回歸直線模型或對數(shù)模型，對數(shù)據(jù)進行預測。然而，采用一元線性回歸、指數(shù)擬合、對數(shù)擬合等方法雖然可以對數(shù)據(jù)進行建模和預測，但模型模擬精度比較低。因此，如何提高模型模擬和預測的精度，成為ー個亟待解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0006]基于此，本發(fā)明提供一種氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測方法及系統(tǒng)，能夠提高模型模擬和預測的精度。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術方案:
[0008]一種氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測方法，包括以下步驟:
[0009]獲取前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)，并采用ー階平均強化緩沖算子對所述前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)進行強化處理；
[0010]計算強化處理后的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)的一次累加生成序列；
[0011]計算所述一次累加生成序列的緊鄰均值生成序列；
[0012]根據(jù)所述強化處理后的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)以及所述緊鄰均值生成序列計算GM(1，I)模型的最小ニ乘估計參數(shù)值；
[0013]根據(jù)所述最小ニ乘估計參數(shù)值計算所述GM (1，I)模型的時間響應序列和還原值；
[0014]根據(jù)所述時間響應序列和還原值計算后期預測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)。
[0015]一種氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測系統(tǒng)，包括:
[0016]實測數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)，并采用ー階平均強化緩沖算子對所述前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)進行強化處理；
[0017]一次累加生成序列計算模塊，用于計算強化處理后的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)的一次累加生成序列；
[0018]緊鄰均值生成序列計算模塊，用于計算所述一次累加生成序列的緊鄰均值生成序列；
[0019]模型參數(shù)值計算模塊，用于根據(jù)所述強化處理后的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)以及所述緊鄰均值生成序列計算GM (1，I)模型的最小ニ乘估計參數(shù)值；
[0020]時間響應序列和還原值計算模塊，用于根據(jù)所述最小ニ乘估計參數(shù)值計算所述GM(1，I)模型的時間響應序列和還原值；
[0021]預測值計算模塊，用于根據(jù)所述時間響應序列和還原值計算后期預測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)。
[0022]由以上方案可以看出，本發(fā)明的氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測方法及系統(tǒng)，對前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)采用ー階平均強化緩沖算子進行強化處理，然后利用GM(I，I)模型進行建模，從而實現(xiàn)對后期氨基漆色差性能數(shù)據(jù)的預測。本發(fā)明的方案根據(jù)試驗產(chǎn)生的前期數(shù)據(jù)即可進行建模和預測出后期數(shù)據(jù)，這樣一來有效解決了傳統(tǒng)方案中試驗時間比較長的問題，可以將試驗時間縮短一半，節(jié)約了成本；并且本發(fā)明提高了模型模擬和預測的精度，使平均預測精度可達90%以上，比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)擬合方法的模擬精度要高，保證了預測數(shù)據(jù)的準確性和應用價值；另外本發(fā)明還解決了預測數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)變化規(guī)律不一致的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明實施例中一種氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測方法的流程示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實施例中采用實驗室太陽輻射-濕熱-鹽霧多因素綜合/組合加速模擬試驗方法的試驗剖面示意圖；
[0025]圖3為采用本申請的方案與采用傳統(tǒng)對數(shù)擬合方法的模擬數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢對比示意圖；
[0026]圖4為本發(fā)明實施例中一種氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測系統(tǒng)的結構示意圖?！揪唧w實施方式】
[0027]下面結合附圖以及具體的實施例，對本發(fā)明的技術方案作進ー步的描述。[0028]參見圖1所示，一種氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測方法，包括以下步驟:
[0029]步驟S101，獲取前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)，并采用ー階平均強化緩沖算子對所述前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)進行強化處理，然后進入步驟S102。
[0030]作為ー個較好的實施例，所述獲取前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)的過程具體可以包括如下:采用實驗室太陽輻射-濕熱-鹽霧多因素綜合/組合加速模擬試驗方法來獲取所述前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)。采用實驗室太陽輻射-濕熱-鹽霧多因素綜合/組合加速模擬試驗方法，試驗40天至60天可以基本了解氨基漆的環(huán)境適應性，這種加速試驗方法已被證實與自然大氣暴露試驗具有較好的相關性。本發(fā)明實施例中，所述試驗以24小時為I個周期，由太陽輻射、濕熱、鹽霧三個部分組成，太陽輻射量值為0.60ff/m2i340nm,濕熱試驗量值為45°C、RH95%，鹽霧試驗量值為35で、5%中性NaCl溶液，I個周期內太陽輻射、濕熱、鹽霧三者的作用時間分別為22小吋、I小吋、I小時，試驗剖面如圖2所示。
[0031]色差是氨基漆性能變化的主要性能指標之一，本發(fā)明實施例的試驗過程中，可以以5天為一周期，對色差數(shù)據(jù)進行檢測。
[0032]另外，本發(fā)明實施例中采用灰色預測方法，通過用前20天測試的數(shù)據(jù)建立GM (I,I)模型，來對后期20天試驗的數(shù)據(jù)進行預測。由于氨基漆的色差性能變化數(shù)據(jù)并不是完全符合GM (1，I)模型所表達的指數(shù)形式，因此需要對數(shù)據(jù)進行預處理，如進行弱化處理或強化處理。本發(fā)明實施例中采用ー階平均強化緩沖算了進行強化處理。主要過程如下:
[0033]設前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)組成的向量為X(0) = {x(°) (I)，x(0) (2),..., xW(n) }，經(jīng)ー階平均強化緩沖算子處理的數(shù)據(jù)為XD1= {x(Q)(l)d，x(Q)(2)d，, x(Q)(n)d}，其中:
【權利要求】
1.一種氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測方法，其特征在于，包括以下步驟: 獲取前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)，并采用ー階平均強化緩沖算子對所述前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)進行強化處理； 計算強化處理后的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)的一次累加生成序列； 計算所述一次累加生成序列的緊鄰均值生成序列； 根據(jù)所述強化處理后的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)以及所述緊鄰均值生成序列計算GM( I，I)模型的最小二乘估計參數(shù)值； 根據(jù)所述最小二乘估計參數(shù)值計算所述GM (1，I)模型的時間響應序列和還原值； 根據(jù)所述時間響應序列和還原值計算后期預測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測方法，其特征在于，所述獲取前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)的過程包括: 采用實驗室太陽輻射-濕熱-鹽霧多因素綜合/組合加速模擬試驗方法來獲取所述前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)；所述試驗以24小時為I個周期，由太陽輻射、濕熱、鹽霧三個部分組成，太陽輻射量值為0.60W/m2@340nm，濕熱試驗量值為45°C、RH95%，鹽霧試驗量值為35°C、5%中性NaCl溶液，I個周期內太陽輻射、濕熱、鹽霧三者的作用時間分別為22小時、1小時、1小時。
3.根據(jù)權利要求1所述的氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測方法，其特征在于，在計算出所述GM (1，I)模型的時間響應序列和還原值之后，還包括步驟: 計算所述前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)、一次累加生成序列的模擬值； 根據(jù)所述前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)、一次累加生成序列的模擬值進行模型誤差檢驗。
4.根據(jù)權利要求3所述的氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測方法，其特征在于，根據(jù)所述前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)、一次累加生成序列的模擬值進行模型誤差檢驗的過程包括: 計算所述前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)與所述一次累加生成序列的模擬值的殘差; 根據(jù)所述殘差計算相對誤差； 根據(jù)所述相對誤差計算平均相對誤差； 根據(jù)所述平均相對誤差進行模型誤差檢驗。
5.根據(jù)權利要求3所述的氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測方法，其特征在于，在計算出所述氨基漆色差性能數(shù)據(jù)的預測值之后，還包括步驟: 獲取后期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)，井根據(jù)所述后期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)對所述后期預測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)進行精度檢驗。
6.根據(jù)權利要求1-5任意一項所述的氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測方法，其特征在于，所述前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)為4個以上；所述后期預測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)為5個以下。
7.一種氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測系統(tǒng)，其特征在于，包括: 實測數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)，并采用ー階平均強化緩沖算子對所述前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)進行強化處理；一次累加生成序列計算模塊，用于計算強化處理后的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)的一次累加生成序列； 緊鄰均值生成序列計算模塊，用于計算所述一次累加生成序列的緊鄰均值生成序列；模型參數(shù)值計算模塊，用于根據(jù)所述強化處理后的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)以及所述緊鄰均值生成序列計算GM (1，1)模型的最小二乘估計參數(shù)值； 時間響應序列和還原值計算模塊，用于根據(jù)所述最小二乘估計參數(shù)值計算所述GM (I,I)模型的時間響應序列和還原值； 預測值計算模塊，用于根據(jù)所述時間響應序列和還原值計算后期預測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權利要求7所述的氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 模擬值計算模塊，用于計算所述前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)、一次累加生成序列的模擬值； 模型誤差檢驗模塊，用于根據(jù)所述前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)、一次累加生成序列的模擬值進行模型誤差檢驗。
9.根據(jù)權利要求8所述的氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測系統(tǒng)，其特征在干，所述模型誤差檢驗模塊包括: 殘差計算模塊，用于計算所述前期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)與所述一次累加生成序列的模擬值的殘差； 相對誤差計算模塊，用于根據(jù)所述殘差計算相對誤差； 平均相對誤差計算模塊，用于根據(jù)所述相對誤差計算平均相對誤差； 檢驗模塊，用于根據(jù)所述平均相對誤差進行模型誤差檢驗。
10.根據(jù)權利要求8所述的氨基漆加速老化試驗數(shù)據(jù)的預測系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 精度檢驗模塊，用于獲取后期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)，井根據(jù)所述后期實測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)對所述后期預測的氨基漆色差性能數(shù)據(jù)進行精度檢驗。
【文檔編號】G01N21/25GK103592232SQ201310535693
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月1日 優(yōu)先權日:2013年11月1日
【發(fā)明者】袁敏, 王 忠 申請人:工業(yè)和信息化部電子第五研究所