产品加速退化失效模型与统计分析

为了解决退化失效产品的可靠性评估问题,提出了加速因子与加速退化方程的概念,并给出了一种加速退化数据的统计推断方法,为验证方法的有效性,将该方法用于金属化膜脉冲电容器的可靠性评定中.基于试验数据可求得该型电容器可靠性模型中未知参数的估计值分别为9.0669×10-8和0.0221,将该值代入失效分布函数即可确定电容器的失效模型,由此模型求得该型电容器充放电20000次的可靠度为0.9724.结果表明:使用这种分析方式对退化失效产品进行可靠性将更能节省试验时间和费用.     

比例危险模型及其在产品竞争失效分析中的应用

利用比例危险模型分析了突发失效与退化量的关系,给出了竞争失效的一般模型及模型的参数估计方法,利用所给模型对强激光装置所用的金属化膜脉冲电容器进行了可靠性分析.     

基于小样本的加速性能退化可靠性分析方法

针对产品性能退化的无失效数据,给出一种基于小样本的加速性能退化可靠性分析方法。通过建立各加速应力与最高应力下产品退化数据之间的函数关系,将各加速应力下的退化数据等效折算到最高应力下,进而采用非参数统计方法,估计最高应力下产品的平均退化曲线。通过拟合相对加速因子与应力的关系模型,估计正常应力下产品寿命的均值与方差,对不同失效类型下产品的可靠性进行评估。最后,通过一个算例验证方法的有效性。     

RV减速器高应力加速退化试验及可靠性分析

针对工业机器人上使用的RV减速器寿命长且性能退化缓慢的特点,提出一种基于RV减速器高应力加速退化试验与传动精度退化模型建模的方法,对RV减速器可靠性进行评估。对RV减速器薄弱环节的强度进行校核,确定加速试验最大加载值;在该加载值下对3台RV减速器开展加速退化试验,获得加速条件下RV减速器传动精度退化量;根据RV减速器传动精度退化特性,使用样本数据分离的极大似然估计法,对每台减速器的传动精度展开退化轨迹建模;将Wiener退化模型中的初始性能退化量和漂移系数设为定值,获得扩散系数的变异系数,假设扩散系数服从正态分布,求得RV减速器可靠性。结果表明：高应力加速退化试验可为RV减速器可靠性分析提供切实可信的试验数据,节约试验时间及成本。基于加速退化试验和传动精度退化模型建模的求解RV减速器可靠性的方法,在体现个体差异的同时,实现了小样本条件下RV减速器的可靠性分析,并且能够准确计算出RV减速器的失效概率,对于提升工业机器人的工作性能具有重要意义。     

竞争失效的刀具可靠性评估模型

针对突发失效与退化失效在连续生产中同时存在的这种普遍现象,建立突发失效与退化失效相关性,即基于竞争失效的可靠性建模及评估对生产实际进行分析。引入单威布尔分布描述突发失效可靠度模型,对于退化失效采用Wiener过程来描述产品的性能退化轨迹。分别建立独立条件下和相关条件下的竞争失效的可靠性模型,利用信号及功率采集系统和刀具测微仪对连续生产过程的刀具磨损状态和零件质量变化进行监测,将其加工过程的刀具磨损量作为退化指标,分别建立突发失效、退化失效、独立条件下的竞争失效和相关条件下的竞争失效4种可靠度模型,并通过对比分析验证所得模型的有效性。     

基于竞争失效模型的滚珠丝杠副可靠性设计建模

以双螺母预紧滚珠丝杠副为研究对象,分析其失效机理,建立了性能退化失效与疲劳点蚀失效共存状态下的竞争失效模型.综合考虑滚珠直径、滚道半径、接触角、摩擦因数、运行速度等结构参数和使用参数与可靠性指标之间的关系,建立了滚珠丝杠副可靠性设计的数学模型,提出了滚珠丝杠副可靠性定量设计的方法,并通过样本分析验证了该方法的有效性.     

基于分类冲击的性能可恢复产品可靠性评估

针对经受冲击下产品存在恢复的现象,根据不同的外界冲击大小,提出了基于分类冲击具有可恢复性能产品的可靠性评估方法。由于产品的恢复性能受到时间间隔的影响,探讨了产品经受不同冲击大小下产品相应的突发和退化失效函数。结合性能退化分析,推导出可恢复产品相互竞争失效的可靠性函数。最后通过半导体激光器算例研究,验证了本文提出的基于冲击分类条件下的产品恢复模型对可靠性评估的合理性。     

空间可重复锁紧装置可靠性评估

为了对空间可重复锁紧装置在轨执行多次锁紧分离动作的任务可靠性进行评估，针对装置在轨受到航天器交会对接冲击和空间环境下性能退化综合作用的特点，建立了考虑冲击与退化相依竞争失效的可靠性评估模型。首先，以空间可重复锁紧装置的功能、结构及工作原理为出发点，结合在轨主要故障模式确定可靠性特征量。其次，同时考虑在轨承受极端冲击和累积冲击两种情况，构建冲击作用下的性能退化模型，并针对装置小子样、高可靠、长寿命特点，采用加速退化试验和贝叶斯方法进行模型参数估计。然后，基于冲击与退化过程的相依竞争失效理论，建立装置可靠性评估模型。最后，以某型号空间可重复锁紧装置为例，开展装置在轨冲击承载模拟试验及加速性能退化试验，同时融合相似产品历史试验数据，采用贝叶斯公式进行模型参数估计，得到装置可靠度函数曲线。研究结果表明，装置在轨运行25 a后仍能以0.973的高可靠度运行，评估结果符合工程实际；运用所提出的方法及模型，能够紧扣装置在轨任务工况，结合试验和研制数据综合进行可靠性评估，为在轨任务可靠性分析提供了有效的技术途径，为设计改进和使用策略制定提供了理论依据。     

多元参数退化的系统相关竞争失效可靠性评估方法

为了解决系统相关性竞争下的可靠性问题,提出一种突发失效与多元参数退化失效相关性竞争失效的可靠性评估方法。以Wiener随机过程与Inverse Guassian随机过程描述系统多元参数退化失效过程,利用Copula函数对系统多元退化失效过程进行建模,通过二阶段极大似然法估计退化失效相关参数;构建突发失效关于退化量的条件概率,利用Bayes-Bootstrap法对极大似然估计所得的突发失效参数进行修偏,进一步建立系统的相关性竞争失效模型。以航空发动机的退化数据为例进行综合分析,研究其突发失效和多退化失效之间竞争下的可靠性问题。获得的分析结果能够反映出航空发动机的性能可靠性,验证了模型的有效性,具有较好的工程应用价值。     

失效个数极小情况下某继电产品的可靠性评定

为了解决在Weibull单元的某继电产品寿命试验中无失效数据或失效数据极小情况下的可靠性评定问题,应用Bayes方法,研究了可靠性下限和可靠寿命下限的解法,结果可适用于寿命试验或加速寿命实验中的II型截尾和I型截尾.     

多径衰落信道中QPSK信号传输特性的研究

简要介绍了移动无线信道的基本概念、特点、分类及理论知识,并推导了典型的小尺度衰落信道中莱斯分布和瑞利分布的一些特性;另外重点通过自定义Matlab环境下的M文件对无线信道的典型例子,即平坦衰落信道进行了仿真。特别是使用简单的Matlab程序,对莱斯分布的累积分布函数(CDF)和概率密度函数(PDF)进行了仿真估计。最后,对数字调制后的QPSK信号通过莱斯衰落信道时的性能进行了仿真估计,并得到相应的分析结果。     

平面轨迹机构的静态综合可靠性分析

传统的机构运动可靠性研究多以各分量运动误差来建立机构运动的可靠性分析模型, 进而获得各分量误差落在允许误差范围内的概率。为获得各分量误差的综合效应, 将机构运动在每一坐标分量上的失效看作一种失效模式, 基于多失效模式提出轨迹机构的综合运动可靠性分析模型。在各运动分量的相关性分析的基础上, 采用二维正态分布导出各运动分量的联合概率密度, 最后采用数值积分方法求解机构运动综合可靠度。通过数值实例对该模型的有效性和精度进行验证, 其结果表明, 这一模型能够反映机构在整个运动区间上某指定点处整体失效情况。       

综合的结构可靠度函数预测模型

基于结构产品的现场失效数据样本较少以及物理结构模型可靠性评估存在误差,建立了综合考虑失效数据和结构失效模式及衰退机理的结构可靠度函数预测模型。采用一阶可靠性方法(FORM)进行物理结构可靠度评估,将失效数据方法得到的可靠度和物理结构方法得到的可靠度作为输入进行模糊回归,估计概率分布参数。建立的可靠度函数预测模型能较精确地预测结构产品随时间变化的可靠度,为结构产品的可靠性设计以及维修策略的制定奠定了理论基础。通过实例验证了该模型的可行性。     

单矢量传感器的互谱估计与方位估计

单矢量传感器的互谱估计,将时域随机过程变换成了频域随机变量.该变量的统计特性,使得各向同性噪声场影响具有更加明确的物理解释.给出了互谱估计一、二阶矩和一维概率密度函数.由于拾取了振速信息,单个矢量传感器便能获得目标方位的最大似然估计.基于互谱估计的统计特性,给出了方位估计概率密度函数的通解形式,在纯噪声和高信噪比两种极端情况下推导了方位估计的数字特征.对低信噪比的方位有偏现象做出了解释,对高信噪比的判别条件给出了定量描述.理论分析与仿真结果一致,从而为湖海实验研究预备了统计知识.     

基于有限脊波变换的边缘检测算法

拉普拉斯(Laplace)边缘检测算子对噪声非常敏感。为了解决这个问题,在有限脊波变换(finite ridgelet transform,FRIT)域提出了一种边缘检测算法。首先用拉普拉斯分布模型分析FRIT系数,给出了FRIT系数的最大后验概率(maximum a posteriori,MAP)估计,同时结合边缘检测模型,得到了用于边缘检测的最优阈值,实现了图像的边缘检测。该算法抑制了噪声对图像边缘的影响,同时保护了图像的边缘。实验结果表明,在抑制噪声和边缘定位之间该方法能够达到更好的平衡,得到良好的边缘检测效果。     

基于最大熵PDF估计的直扩系统伪码捕获结构

为了使直扩系统在未知非高斯噪声模型下准确地捕获微弱直扩信号,提出一种新的基于整数最大熵概率密度函数(probability density function,PDF)估计和局部最佳检测(locally optimal detection,LOD)相结合的相关前一维幅域处理捕获方式。通过蒙特卡洛数据仿真可以发现:在非高斯噪声的情况下,基于整数最大熵PDF估计的LOD检测器的检测性能要明显优于常规平方和(Square-Sum,SS)检测器,在信噪比为-25~0 dB时分别有2.0%~99.0%的改善。从根本上改变了常规SS检测器在非高斯噪声模型下性能急剧下降甚至无法工作的现象。     

现有堤防的可靠性及其设防水平的费用效益分析模型

根据工程结构可靠性分析的基本原理,提出了现有堤防工程结构主要的失效模式,研究了现有堤防结构的条件失效概率及其系统的可靠度计算模型.对现有堤防工程的失效条件概率进行了定性分析,并提出了其系统可靠度的点值计算方法;提出了一个基于可靠度提高的现有堤防工程设防水平的费用效益模型,分析了模型中的费用效益参数与其可靠度之间的关系,并建议了基于可靠性有关参数的计算方法.在上述研究的基础上,给出了一个堤防加高的决策分析例题.研究的结论可供在选择堤防工程加高的设防洪水标准时使用.