弹性约束轮对系统随机可靠性研究

为研究弹性约束轮对系统随机可靠性,建立考虑轨道不平顺与结构自身参数随机因素作用的随机动力学模型。运用拟不可积Hamilton系统随机平均法,将该模型表示为一维扩散的平均伊藤随机微分方程,利用奇异性边界理论分析系统随机全局稳定性,获得发生首次穿越可靠性破坏条件。建立可靠性函数满足的后向Kolmogorov方程及首次穿越时间概率密度函数满足的广义Pontryagin方程,结合初始条件、边界条件给出首次穿越问题提法。结果表明,系统失稳后车辆系统并非立即不能满足运营要求发生脱轨等行为,但能量达到系统储存极限时,系统可靠性能随时间推移会逐渐降低,且可靠性最终会被破坏并发生首次穿越脱轨失效,若系统继续增加能量,发生脱轨时刻会提前,脱轨可能性增大;故在工程应用中应对车辆横向振动能量进行监测与控制,使其维持在脱轨能量或失稳能量以下,并使系统耗能能力始终大于系统增加的能量,以保障轨道车辆安全运行,尤其高速列车更重要。     

高斯白噪声激励下拟可积哈密顿系统的可靠性

研究非共振的拟可积哈密顿系统在受高斯白噪声外激励下的可靠性。利用由随机平均法导出的关于系统的独立运动积分或作用变量的随机平均方程，通过拟可积哈密顿系统的特性以及对漂移与扩散系数作出的一些假定，给出了系统的可靠性函数以及首次穿越损坏的条件转移慨率密度函数所满足的后向柯尔莫哥洛夫方程和福克-普朗克方程，并进一步详细地讨论了其边界与可解性条件。通过一个实例的分析以及有限差分方法得出的数值结果表明，关于系统的可靠性函数以及首次穿越损坏的条件转移概率密度函数方面的结果是比较合理的，这也表明此分析方法是正确的。     

非弹性碰撞振动系统的首次穿越分析

对高斯白噪声激励作用下的非弹性碰撞振动系统的首次穿越问题作了分析,得到了非弹性碰撞振动系统的条件可靠性函数和相应的条件概率密度函数。不同于以往碰撞物理模型,非弹性碰撞作用采用了修正赫兹接触模型。首先,基于能量耗散平衡法,将碰撞振动系统转化为不含碰撞的等效非线性系统。其次,应用基于系统能量的随机平均法,得到关于系统总能量的平均伊藤随机微分方程。然后,建立条件可靠性函数的控制方程及相应的初边界条件,并数值求解。最后,分析了不同系统参数情形下条件可靠性函数及相应的条件概率密度函数的变化规律。该方法可有效分析非弹性碰撞振动系统的首次穿越问题,数值分析结果表明较大的阻尼系数可提高系统可靠性,而较大的激励强度则往往增加发生首次穿越的概率。     

五自由度强非线性随机振动系统的首次穿越研究

利用基于广义谐和函数的随机平均法,建立了高斯白噪声激励下五自由度强非线性随机振动系统的Pon-tryagin方程及后向Kolmogorov方程。求解这两个高维偏微分方程,得到了系统的平均首次穿越时间、条件可靠性函数以及平均首次穿越时间的条件概率密度。用Monte Carlo数值模拟验证了理论方法的有效性。     

形状记忆合金梁在随机激励下的随机分岔与首次穿越

根据形状记忆合金（SMA）的等应变拉压实验的数据,利用van der Pol环模型模拟了形状记忆合金在加载和卸载过程中的应力应变迟滞环特性。并且根据弹性理论和Galerkin方法建立了形状记忆合金简支梁在受轴向高斯白噪声激励时的振动模型。应用拟不可积Hamilton随机平均法将函数表示为一维扩散过程后,通过最大Lyapunov指数判断系统的局部稳定性,同时用奇异边界理论讨论了系统的全局稳定性。随后通过分析稳态概率密度和联合概率密度的图形特征,得到了此模型的随机Hopf分岔现象,并讨论了系统产生随机Hopf分岔的条件。最后,用数值法模拟了系统在特定初始条件和边界条件下可靠性函数和首次穿越时间的概率密度函数所满足的BK(Backward Kolmogorov)方程,并且分析了系统发生首次穿越的条件。     

纤维桥连疲劳裂纹扩展的首次穿越扩散过程模型

纤维桥连效应对纤维加强基体复合材料疲劳过程中的裂纹增长具有重要影响。由于纤维桥连疲劳裂纹相关的数据呈现出一定的统计特性,因此本文建立了纤维桥连疲劳裂纹扩展的首次穿越扩散过程随机模型。首先基于Paris定律,考虑到材料的非均匀性和外载的随机性,将纤维桥连疲劳裂纹增长过程假定为扩散的Markov过程,且应用随机平均法,建立了转移概率密度满足的FPK方程;其次建立了首次穿越纤维桥连疲劳裂纹扩展时间的条件矩应满足的微分方程,并且解得第k阶条件矩。从数值结果得出,建立的随机模型对于模拟纤维桥连是比较有效的。      

非线性结构动力学系统的首次穿越

在结构动力学系统的可靠性分析中,动力学系统的首次穿越失效一直是研究重点问题之一。在     

非线性包装件加速度响应首次穿越问题分析

研究非线性包装件在随机振动支座激励下加速度响应的首次穿越损坏概率的分析方法。将随机振动激励离散化表示在标准随机变量空间,构建求解包装件加速度响应首次穿越概率的分析方法。对于非线性系统,应用模型修正因子法构建了系统修正理想化分析模型,用于近似估计非线性系统设计点,由于应用模型修正因子法估计的可靠度指标不小于真实非线性系统可靠度指标,应用最小化可靠度指标求得理想化模型的参数,可准确求得非线性系统设计点。应用一阶可靠性方法分析了非线性包装件加速度首次穿越损坏的概率。实例分析表明,所构建的首次穿越损坏概率分析方法具有良好的准确性,对于包装件振动可靠度分析和优化包装设计具有重要意义。     

带漂移因子及停时的最优脉冲随机控制问题

通过把漂移参数引入到受控于Poisson过程的状态结构中,本文建立了一非对称型最优脉冲随机控制模型。在此模型的目标函数中,首次引进了停时因素。利用随机积分及脉冲控制理论,我们不但给出了最优回报函数应满足的充分性条件,而且在一定条件下得出了其显解及相应的最优控制策略。     

双振动台随机振动综合控制研究

阐述了应用于双振动台随机振动综合控制系统的理论框架和试验控制方法。在不考虑互谱的情况下，本文提出一种新的比例均方根修正算法，能够快速平稳地使控制谱得到收敛，并满足参考谱的要求。同时针对多点加权综合控制的问题，首次提出了用最优条件数选取主控矩阵的方法，该方法具有最优的数值稳定性，可实现综合控制的所有要求。试验结果表明各项控制精度均满足实际工程要求。     

结构振动控制系统最优控制力及控制作用最优分布的一般算法

基于随机最优控制的分离原理,在独立的模态空间中,得出了结构振动控制系统最优控制力、控制作用最优分布、结构振动控制系统受控响应、结构振动控制系统控制溢出等问题的一般算法,阐明了这些问题对应用研究及工程实践的理论意义。     

不平整跑道激励下飞机起落架随机响应及可靠性分析

采用非线性二自由度系统构建了飞机起落架模型,通过时域噪声刻画了不平整跑道对飞机起落架系统的随机激励,并引入路面不平度系数描述了跑道的不平整程度;基于飞机起落架模型响应的概率密度函数及其统计量,开展了不平整跑道对飞机起落架系统影响规律的研究。应用随机可靠性分析方法以及人体振动舒适性理论,通过建立安全域和舒适域与系统响应之间的关系,分析了起落架模型在不同路面不平度系数下的可靠性,并对乘客舒适性进行了评价。研究结果表明：路面不平度系数越大,系统状态变量的波动越剧烈,系统的可靠性和舒适性与路面不平度系数呈一定的负相关性;在路面不平度系数较小的情况下,系统平均首次穿越时间以及舒适性受随机扰动的影响更加显著。     

中压供水系统的技术改造方案

中压泵房原控制系统，液位依靠浮球阀机械控制，中压水压依靠传统压力开关控制接触器，传统控制方式稳定性差、可靠性低，不能满足企业现代化生产的工艺要求，因此，对中压泵房控制系统进行升级改造，采取使用国际知名品牌SIEMENS公司PLC控制，使之稳定性、可靠性得到进一步提高，满足车间生产的供水需要。     

洁净室控制系统设计

为了保证洁净室的洁净等级，洁净室控制系统应具有较高的可靠性和稳定性，本文以S7-300PLC为控制单元，介绍了每一个控制过程如何实现，完全能够满足洁净室控制系统使用要求。     

主动基础隔震结构随机最优控制

本文建立了主动基础隔震结构地震反应控制的状态方程，利用随机控制理论，对该混合控制系统的主动控制装置和被动控制装置同时进行了优化设计，提出了随机最优混合控制算法。给出了这两种控制装置最优参数的表达式，最后用实例验证了这种算法。     

火灾报警控制系统的优化设计

为了提高火灾报警控制系统的通用性及可靠性,分析了国内广泛使用的火灾报警控制系统的产品特性和目前设计中所存在的问题．利用各厂家产品在网络构成、设计、布线上的共通性,指出火灾报警控制系统通用性设计的必要性及可能性,提出了一种新的设计方法,使之能较合理可靠地适用于目前大多数的主流产品,极大地提高系统的可靠性,以满足建筑市场发展的需要．     

非高斯噪声激励下分段非线性系统的平均首次穿越时间

噪声诱导的逃逸问题出现在众多研究领域,平均首次穿越时间作为用来表征粒子逃逸现象的重要特征量,现已被广泛应用于电子器件的开关时间及双稳器件的寿命等问题的研究之中.本文研究了由乘性非高斯噪声和加性高斯白噪声共同驱动下分段非线性系统的平均首次穿越时间问题.运用路径积分法、统一色噪声近似和最速下降法,得到了系统平均首次穿越时间的表达式.通过数值计算发现,在非高斯噪声偏离参数、噪声关联时间和互关联强度的作用下,非高斯噪声强度的增加会导致平均首次穿越时间曲线出现单峰结构,而加性噪声强度的增加会导致平均首次穿越时间的单调减小,这表明在该模型中非高斯噪声和高斯噪声对平均首次穿越时间的影响是不同的.此外还进一步讨论了非高斯噪声偏离参数、噪声关联时间和噪声互关联强度对平均首次穿越时间的影响.     

基于改进遗传算法的包装机器人轨迹规划

目的为了提高包装生产效率,提升直角坐标机器人的稳定性、可靠性和运动精度,避免机器人出现速度、加速度突变,对机器人运动轨迹进行规划。方法首先分析直角坐标机器人的工作原理,在此基础上采用三次均匀B样条曲线对机器人关节轨迹进行逼近,给出一种基于改进遗传算法的最优时间B样条轨迹规划方法。根据功能需求,设计一种基于ARM和FPGA的控制系统。结果仿真结果表明,机器人各个关节抵达节点的用时最短,运行耗时能够缩减39%以上,验证了算法的有效性。结论所述控制系统和方法能够满足包装码垛的要求,可提高包装效率。     

统计控制方法在原油体积计量中的应用

随着科学技术的发展,计算机技术被广泛应用在各个领域.为了满足原油精确计量的要求,提高计量器具的运行可靠性和技术管理水平,设计了体积计量统计控制系统,编制了相应的软件.该系统实现了计量的动态控制,提高了计量的可靠性.     

随机结构主动控制系统的鲁棒控制研究

针对随机结构的鲁棒控制问题,基于随机结构正交展开理论和线性矩阵不等式(LMI),提出了随机结构的鲁棒H_∞控制系统设计方法。该方法以随机结构的正交展开扩阶模型为基础,结合有界实引理和线性矩阵不等式,建立鲁棒控制系统,并使得控制系统传递函数对不确定性扰动满足H_∞干扰抑制。以某典型随机结构模型为例,结合概率密度演化方法,分析比较了两类常用鲁棒H_∞控制系统设计方法与所述方法的差异,验证了所述方法的有效性和鲁棒性。