韦伯分布

✍ dations ◷ 2025-04-04 11:07:22 #连续分布

威布尔分布(Weibull distribution)是可靠性分析和寿命检验的理论基础。

例如,可以使用此分布回答以下问题:

预计将在老化期间失效的项目所占的百分比是多少?例如,预计将在 8 小时老化期间失效的保险丝占多大百分比?

预计在有效寿命阶段有多少次保修索赔?例如,在该轮胎的 50,000 英里有效寿命期间预计有多少次保修索赔?

预计何时会出现快速磨损?例如,应将维护定期安排在何时以防止发动机进入磨损阶段?

1. 1927年,Fréchet (1927)首先给出这一分布的定义。

2. 1933年,Rosin和Rammler在研究碎末的分布时,第一次应用了威布尔分布(Rosin, P.; Rammler, E. (1933), "The Laws Governing the Fineness of Powdered Coal", Journal of the Institute of Fuel 7: 29 - 36.)。

3. 1951年,瑞典工程师、数学家Waloddi Weibull(1887-1979)详细解释了这一分布,于是,该分布便以他的名字命名为Weibull Distribution。

从概率论和统计学角度看,Weibull Distribution是连续性的概率分布,其概率密度为:

其中,x是随机变量,λ>0是比例参数(scale parameter),k>0是形状参数(shape parameter)。显然,它的累积分布函数是扩展的指数分布函数,而且,Weibull distribution与很多分布都有关系。如,当k=1,它是指数分布;k=2时,是Rayleigh distribution(瑞利分布)。

E = λ Γ ( 1 + 1 k ) {\displaystyle E=\lambda \Gamma \left(1+{\frac {1}{k}}\right)\,} 其中,Г是伽马(gamma)函数。

V a r = λ 2 , {\displaystyle Var=\lambda ^{2}\left,}

s k e w n e s s = 2 Γ ( 1 + 1 k ) 3 3 Γ ( 1 + 2 k ) Γ ( 1 + 1 k ) + Γ ( 1 + 3 k ) 3 / 2 {\displaystyle skewness={\frac {2\Gamma \left(1+{\frac {1}{k}}\right)^{3}-3\Gamma \left(1+{\frac {2}{k}}\right)\Gamma \left(1+{\frac {1}{k}}\right)+\Gamma \left(1+{\frac {3}{k}}\right)}{\left^{3/2}}}}

k u r t o s i s = 3 Γ ( 1 + 1 k ) 4 + 6 Γ ( 1 + 2 k ) Γ ( 1 + 1 k ) 2 4 Γ ( 1 + 3 k ) Γ ( 1 + 1 k ) + Γ ( 1 + 4 k ) 2 {\displaystyle kurtosis={\frac {-3\Gamma \left(1+{\frac {1}{k}}\right)^{4}+6\Gamma \left(1+{\frac {2}{k}}\right)\Gamma \left(1+{\frac {1}{k}}\right)^{2}-4\Gamma \left(1+{\frac {3}{k}}\right)\Gamma \left(1+{\frac {1}{k}}\right)+\Gamma \left(1+{\frac {4}{k}}\right)}{\left^{2}}}}

研究生产过程和运输时间关系

对接受到的杂波信号的依分布建模

无线通信技术中,相对指数衰减频道模型,Weibull衰减模型对衰减频道建模有较好的拟合度

由于曲线形状与现实状况很匹配,被用来描述风速的分布

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