基于核密度估计的自适应重要抽样可靠性灵敏度分析

将求解结构失效概率的核密度自适应重要抽样方法推广到可靠性灵敏度的求解上.它首先利用马尔可夫链快速模拟失效域中的样本,然后采用核密度估计得到样本的密度函数,将之作为重要抽样密度函数.该密度函数将随着马尔可夫模拟样本的增加而趋于最优化的密度函数.将该方法运用到结构可靠性灵敏度的分析求解上,给出了可靠性灵敏度估计值及估计值方差和变异系数的计算公式.所提灵敏度分析方法将具有极高的抽样效率,不依赖于设计点值,且可处理多模式的系统结构问题,具有广泛的应用范围,最后给出的算例亦说明了文中所提方法比直接Monte Carlo方法具有更高的精度和效率.     

并联系统可靠性分析的马尔可夫链线抽样方法

为了使并联系统失效概率估计值的方差大大减小, 依据并联系统重要方向的定义和单 模式线抽样方法的基本原理,建立了适用于并联系统可靠性分析的马尔可夫链线抽样方法,给 出了并联系统马尔可夫链线抽样方法失效概率估算的具体实现步骤.所提方法采用马尔可夫 链模拟系统失效域的条件样本来获取重要方向,并同时利用这些条件样本进行线抽样分析 估计并联系统的失效概率.由于所提方法将重要方向的求解与线抽样估计失效概率所需的 样本合二为一,充分利用了马尔可夫链条件样本所提供的分布信息,因而计算效率得到明显提 高,尤其针对小失效概率问题.文中算例对所提方法进行了验证,结果表明所提方法是合理可行的.     

粉末冶金涡轮盘低周疲劳寿命可靠性敏度分析

对于在0-起飞-0循环载荷作用下的某型粉末冶金涡轮盘,利用可靠性分析的要求寿命-实际寿命干涉模型,建立了给定寿命要求下的涡轮盘低周疲劳寿命非线性极限状态方程。在此基础上,分别采用改进一次二阶矩法、Monte-Carlo模拟法和马尔可夫链模拟方法,对涡轮盘进行了低周疲劳寿命可靠性灵敏度分析。通过对分布参数可靠性灵敏度作无量纲归一化处理,得到了影响涡轮盘低周疲劳寿命失效概率的分布参数排序,其中起飞状态应变的均值对失效概率的影响最大。研究了涡轮盘寿命可靠性灵敏度随基本变量变异系数变化的趋势,分析了变化趋势对设计的影响。同时,通过3种可靠性灵敏度方法结果的对照分析,得出了各种方法的适用范围。     

截断抽样在结构模糊随机可靠性中的应用研究

针对模糊变量和随机变量同时存在的混合可靠性问题,建立了模糊失效概率计算的自适应截断抽样法。所建方法在给定的隶属水平确定的模糊变量隶属区间内,遍历抽取模糊变量的样本。对于每一个模糊变量样本,采用自适应截断抽样法来计算随机变量作用下的失效概率,并求得给定隶属度水平下模糊失效概率的上下界。由于自适应截断抽样法在求解随机变量作用下的失效概率时具有高效和稳健的优点,因此基于该方法建立的模糊失效概率计算方法也继承了这些优点,并且这些优点也得到了算例的验证。     

变量正态相关时模糊可靠性灵敏度分析的矩方法

针对变量相关情况下失效域具有模糊性的渐变结构系统,文章提出了相关变量模糊可靠性灵敏度分析的矩方法.通过离散模糊失效概率积分区域,将相关变量模糊可靠性灵敏度分析问题转化为离散区域中具有相关变量的随机可靠性灵敏度分析问题,后者可通过将相关变量转化为不相关变量后,利用矩方法求得.论文详细给出了所提方法的基本原理和实现步骤,并采用3个算例对所提方法的精度和效率进行了说明.     

状态模糊情况下矩独立重要性测度及其态相关参数解法

为了有效分析基本输入变量在状态模糊情况下对系统模糊失效概率的影响,通过比较条件模糊失效概率与无条件模糊失效概率之间的差异,定义了一种输入变量对模糊失效概率的矩独立重要性测度指标.所提指标不仅可以定量反映每个输入变量对模糊失效概率这种矩独立响应量的影响大小,而且通过解析变换,揭示了所提矩独立重要性测度指标与相应的基于方差的重要性测度指标之间的内在联系,并将所提矩独立重要性测度转化成基于失效域模糊隶属函数方差的重要性测度.基于这种转换及控制理论中的状态依存参数模型,建立了求解所提矩独立重要性测度指标的态相关参数(SDP)法,极大程度地提高了所提指标的计算效率.最后,针对3种不同的模糊失效域隶属函数形式,通过算例表明了所提的矩独立重要度指标的可行性、合理性以及态相关参数方法的精确与高效.     

高维小失效概率可靠性分析的序列重要抽样法

针对工程实际中大量存在的高维小失效概率问题,提出了基于子集模拟的序列重要抽样法。该方法首先利用子集模拟的基本思路,通过引入合理的中间失效事件将概率空间划分为一系列的子集,然后再依据重要抽样法的思想,逐步构造序列重要抽样函数来求得失效概率的估计。文中给出了序列重要抽样法求解高维小失效概率的基本步骤,并用算例验证了所提方法的效率和可行性。数值算例和工程算例的结果均表明,基于子集模拟的序列重要抽样法不依赖于极限状态方程的形式,且适用于非正态分布随机变量,其可靠性分析结果有很高的计算精度。     

响应量分布函数求解的子集模拟方法及其应用

在马尔科夫链Monte Carlo子集模拟法的基础上,提出了响应量分布函数求解的子集模拟方法.所提方法利用子集模拟在计算小失效概率时引入一系列具用较大失效概率的中间失效事件的特点,通过提取引入的每个中间失效事件对应的门槛值和失效概率,求解得到响应量完整的分布函数,并将所求得的分布函数用于基本变量的总效应和主效应分析.在详细给出了响应量分布函数求解子集模拟法的原理和主要步骤后,利用简单数值算例对所提方法的精度和效率进行了验证,结果表明所提方法在效率比Monte Carlo法大大提高的基础上精度也能满足要求.     

串联结构模糊可靠性灵敏度分析的自适应重要抽样法

针对失效边界模糊的串联结构系统,提出了一种模糊可靠性灵敏度分析的自适应重要抽样法.首先采用模拟退火的优化算法,来寻找串联结构各模糊失效模式的最可能失效点,并以各最可能失效点为抽样中心建立相应的子重要抽样函数,由予重要抽样函数建立混合重要抽样函数.然后依据混合重要抽样函数抽取的样本,对串联结构的模糊可靠性灵敏度作估计,推导了估计值的均值、方差和变异系数,并通过变异系数来控制算法的收敛.算例显示所提的基于模拟退火的自适应混合重要抽样法在模糊可靠性灵敏度分析上明显优越于蒙特卡洛法.     

核函数的性质及其在灵敏度分析上的应用

推导了多维随机变量情况下不含交叉项的二次功能函数统计矩对基本变量分布参数灵敏度的通用解析表达式。基于核函数的性质,对正态分布情况给出了二次不含交叉项功能函数统计矩对基本变量分布参数灵敏度的理论解,并给出了该情况下失效概率对基本变量分布参数灵敏度的近似表达式。证明了三分布参数情况下前三阶统计参数之间的独立性,并在此基础上以三参数W eibull分布为例推导了其核函数的性质,将这些性质代入功能函数统计矩灵敏度的通用解析表达式,即可解析求得三参数W eibull分布情况下函数统计矩对基本变量分布参数的灵敏度。数字仿真算例结果表明:所推导的函数统计矩的灵敏度解析表达式是正确的,所推导的失效概率灵敏度近似表达式也具有较高的计算精度。     

飞机装配顺序的多目标综合评价方法研究

飞机的装配顺序受多种因素的综合影响,为了得到装配的最佳方案,提出了一种从多个目标评价装配顺序的方法。以装配并行性、稳定性、重定向性、操作的聚合性为评价因子,针对飞机装配的特点,从保证装配准确度的角度对装配工艺装备提出要求;通过使用层次分析法得到各因子的权重系数,最终对所有因素综合评价后比较结果获取最佳顺序。文中所提算法在某机型机身装配中得到应用,验证了算法的有效性。     

均布外压下弹性支撑扁球壳的非线性稳定性分析

均匀腐蚀减薄的扁球壳被简化为边缘弹性支撑的扁球壳,应用大挠度板壳理论的修正迭代法,对均匀外压作用下的弹性支撑扁球壳的非线性稳定性问题进行了求解,得到了二次近似的解析解。与极限边界下的经典理论解和弹性支撑条件下的非线性有限元解的对比结果表明了该方法的准确性。     

SAR图像双Markov-EAR模型的纹理无监督分割

单视SAR图像保留了最大的分辨率和场景可观测的全部纹理信息,根据单视SAR图像的统计性质,在双M arkov模型的框架下,对低层M arkov随机场提出了指数自回归EAR纹理模型,并对纹理含噪情形下的高层M arkov随机场模型给出了一种参数估计方法及相应的无监督分割算法。实验结果表明,与以往的有监督GAR模型和不考虑纹理的模型相比,无监督的双M arkov-EAR模型能大量降低分割时的错分率。     

基于MVEKF算法的机载单站无源定位

介绍了基于相位差变化率的机载单站无源定位原理,并引入一种新的MVEKF(修正协方差扩展卡尔曼滤波)算法。文中详细介绍了MVEKF算法的基本原理,并将其应用于相位差变化率体制下的机载单站无源定位中,给出了MVEKF滤波方程;通过仿真将其与常用的非线性滤波算法EKF(推广卡尔曼滤波)和MGEKF(修正增益扩展卡尔曼滤波)进行了比较。结果表明,与EKF算法相比,MVEKF不易受初始状态估计的影响,且收敛速度更快,滤波效果更具稳定性;此外,无须寻找观测方程修正函数,MVEKF算法就可达到与MGEKF算法相当的滤波效果,因而为机载无源定位向快速、高精度方向的发展提供了一定的理论依据。     

失效概率计算的截断重要抽样法

在结构可靠性分析中,传统的重要抽样法通过将抽样中心移到设计点处,从而提高了抽样效率。在传统的重要抽样方法基础上,通过引入截断的重要抽样函数,提出了失效概率计算的截断重要抽样法。与传统的重要抽样法相比,所提方法将重要抽样的区域控制在以均值点为球心的超球之外,从而进一步提高了抽样效率。推导了截断重要抽样方法的失效概率估计值的方差和变异系数计算公式。算例结果表明:在相同的抽样次数下,截断重要抽样法比传统的重要抽样法具有更小的失效概率估计值变异系数,而在相同的计算精度下,截断重要抽样法所需的样本数更小,这说明截断重要抽样法比传统重要抽样法具有更高的效率。     

应用等效电路模型的频率选择表面有效分析

给出了一种基于等效电路模型的频率选择表面(FSS)快速分析方法。对任意形状单元的FSS结构,采用并联组合形式的LC等效电路,并通过全波模式展开分析,采用线性最小平方拟合和线性代数方法求得到其等效电路参数。对三极形单元夹嵌FSS结构实例的分析表明,文中方法与全波分析结果的一致性非常好,并便于FSS结构的最优化设计,可扩展到多层FSS结构的分析。     

一种空空导弹可攻击区快速算法

提出一种空空导弹可攻击区快速算法。该算法将空空导弹可攻击区的快速积分计算和可攻击区多项式拟合相结合,用可攻击区多项式拟合结果作为积分计算的初始值,进行可攻击区计算。计算结果表明:该方法大大提高了积分计算的速度和空空导弹可攻击区的精度。文中成果已成功应用于某重点型号火控系统空空导弹可攻击区计算中。     

改进的兼顾"功能性"与"均衡性"综合评价方法在管理者绩效考核中的应用

针对管理者绩效考核结果之间差异小而导致企业决策困难的问题,开展了综合评价方法的研究。兼顾“功能性”与“均衡性”综合评价方法对“功能性”评价与“均衡性”评价均选择相同的无量纲化方法和赋权法,使得评价结果之间差异较小。在利用MATLAB及SPSS进行仿真运算、用EX-CEL进行仿真分析的基础上,提出了改进的兼顾“功能性”与“均衡性”综合评价方法,它对“功能性”评价与“均衡性”评价分别合理地选择不同的无量纲化方法和赋权法。仿真算例表明,改进的兼顾“功能性”与“均衡性”综合评价方法具有评价过程透明、评价结果之间差异大且更符合实际等特点,为企业对管理者绩效评价提供了一种更加合理的考核方法。     

自适应机翼的控制系统设计及其试验研究

针对自适应机翼的特点和研制要求,研究了控制系统的设计与实现,较好地解决了飞行中机翼参数时变的问题,并使系统对控制律做了合理的约束,根据最优控制理论对具体方案进行了理论分析和物理试验。结果表明,采用具有辅助模型自适应控制理论的控制器能够有效、准确、快速地达到设计目标跟踪和设计状态回归两项重要指标,系统的鲁棒性、收敛性和稳定性都得到明显体现,且能很好地实现在线控制。