一种固体火箭发动机性能仿真与评估方法研究

关于固体火箭发动机性能的准确评估问题,针对固体火箭发动机试验耗费时间周期长,且评估性能决定动力系统的可靠性。发动机在工作过程中的推力、燃烧室压强、总冲量、比冲量等性能参数的可靠性均存在一个置信区间,通过试验方法难以评估在制造及使用过程中的随机因素影响下的性能可靠性。可用蒙特卡洛仿真方法解决上述问题。为了更全面评估性能参数的可靠度,引入了抽样验收方法,得到了性能参数可靠度的置信区间。采用修正内弹道计算模型,对大扩张比发动机进行仿真,结果与试验数据进行了对比。实验表明,仿真模型的精确性可以满足要求,结果与试验数据具有较高的一致性。证明评估方法可以全面的反应性能参数的统计特性,可为发动机的可靠性提供保证。     

基于振动传感器性能退化数据的可靠性评估

在基于失效数据可靠性评估和性能可靠性评估方法的基础上,提出了基于性能退化量分布的可靠性评估方法,以对具有退化失效机理的振动传感器进行可靠性评估。基于性能退化量分布的可靠性评估方法,首先,计算不同测量时刻产品性能退化量的统计特征,对其进行曲线拟合得到统计特征随时间变化的函数,即性能退化量分布参数,然后,利用可靠性与性能退化量分布的关系评估产品的可靠性,最后,运用基于性能退化量分布的可靠性评估方法对振动传感器进行了可靠性评估。     

基于Copula函数的导弹多性能退化可靠性评估

针对导弹系统多性能退化中的各性能参数的关系问题,提出了一种评估导弹多性能退化可靠性的数学模型.根据多性能退化失效机理,建立了多性能退化可靠性模型,利用引入的Copula函数描述各性能之间的关系,建立了基于Copula函数的多性能退化可靠性评估模型,并通过实例仿真对导弹系统的可靠性进行了评估.结果表明:模型在保证准确可信的基础上,有效减小了计算量,为评估系统多性能退化可靠性模型研究提供了一种新方法,具有较好的推广性和实用性.     

基于多源离散数据的复杂系统可靠性评定方法

基于复杂跳伞装备在性能试验和实际训练过程中测试数据少、数据来源多、数据具有离散性的特点,从系统工程的理念出发,提出了一种系统级的Bayes可靠性评估方法.运用系统工程的理念与方法对复杂跳伞装备的系统结构进行层级划分,对采集的数据进行融合分析与处理;对系统分解单元进行分类,确定数据类型,并对各种不同分布类型的单元进行Bayes可靠性分析;利用系统综合方法对单元可靠性信息进行横向或纵向综合.利用金字塔式可靠性综合评定程序对系统可靠性进行评估,并通过仿真算例说明了评估方法的合理性.该方法为开展复杂系统的可靠性评定提供了实用的工程化手段,极具应用价值.     

电子元器件加速退化寿命评估方法研究

基于退化轨迹的评估方法是退化型产品进行可靠性评估的主要方法,适合于对具有退化失效机理的高可靠长寿命产品进行可靠性评估;基于退化轨迹的可靠性评估方法首先选取合适的退化轨迹模型,利用退化数据对退化轨迹进行模型拟合得到模型参数,然后根据退化轨迹外推得到伪失效寿命,最后基于伪失效寿命利用最小二乘法进行统计分析确定产品的失效分布,并通过假设检验的方法选择拟合度最优的分布;本文以大功率开关的加速退化试验数据为例进行了分析和说明.     

基于Bootstrap仿真的性能可靠性评估

性能可靠性是很多工业产品重要的质量指标.在对产品的性能可靠性进行评估的时候,经典统计方法常常面临数据不足的问题,而Bayes方法容易引起争议,为此将Bootstrap仿真方法引入到产品性能可靠性数据的统计分析中,提出了基于Bootstrap仿真的性能可靠性评估方法.Bootstrap方法又名自助法,是一种通过数字仿真扩大样本量的方法,它完全依赖于样本本身的数据,不需要任何主观假设.首先给出了利用Bootstrap方法计算性能参数的期望与方差的算法,并分析了Bootstrap方法的适用范围,最后通过一个实例说明了本方法的实用性.     

基于距离度量和健康指数的电子设备健康评估方法

依据监测参数对系统进行健康评估,可以了解系统在工作过程中的健康状态,并通过预防维修避免系统故障带来的安全隐患;电子设备的健康状态容易受到随机干扰的影响产生虚警从而导致不必要的维修,为此提出一种通过多参数距离度量来构建健康指数从而进行系统综合健康评估的方法;利用马氏距离对监测的多个系统性能参数时间序列进行降维,基于核函数最优分段间隔估计对数据的直方图分布进行统计,利用加权分数贡献率来构建健康指数;通过电脑的实验与仿真数据进行了验证,给出了单参数异常和多参数同时异常情况下的评估结果;研究表明,该方法不仅能对系统的健康状态进行有效的评估,而且能够降低随机突发干扰产生的虚警。     

无失效数据情形船舶E-Bayes可靠性分析

为了解决造价昂贵以及高可靠性产品的可靠性评估问题,基于船舶无失效数据情形,提出了船舶寿命的可靠性评估方法。根据E-Bayes(Expected-Bayesian)理论,设船舶寿命服从指数分布,在失效率的先验分布为Gamma分布,且两个超参数选择三种不同的先验分布情况下,给出船舶失效率和可靠度的三种E-Bayes估计模型;对比分析三种模型,给出EBayes估计的渐进性质。结合集装箱5 600船舶(标箱)寿命无失效数据进行计算,结果表明本文提出的船舶可靠性的E-Bayes估计模型可行、便于工程应用,其中第二种模型当两个超参数同时选取均匀分布时,估计结果更稳健更保守。     

电冲击加速退化试验的雷达电路板故障趋势预测方法研究

以某型雷达18V20kHz信号板为研究对象,运用性能退化可靠性理论,对雷达电路板进行了可靠性分析;利用试验数据分析得到电冲击下雷达电路板性能退化规律;针对多性能退化参数故障顶测方法模型复杂求解困难的特点,将信号处理与性能退化理论相结合,提出了基于相像系数的多性能退化参数故障趋势预测方法;从信号特征提取角度出发,利用相像系数融合多个性能参数的退化特征解决了多性能参数特征提取的难点,然后利用Wiener过程描述相像系数的退化规律,进行建模,由于模型过于复杂,采用了MCMC方法进行参数估计;最后通过雷达电路板电冲击试验验证了该方法的有效性,同时也为多性能参数下雷达板级电路故障趋势预测提供了技术支撑。     

基于退化数据与marker数据综合的产品可靠性建模分析

基于性能退化数据的可靠性建模分析方法,为现代工业中长寿命、高可靠产品的可靠性研究提供了重要途径,但在破坏性测量中无法获得足够的产品性能退化数据.对此,综合利用产品性能退化数据和marker数据对产品可靠性进行建模,不仅能够提高可靠性评估的精度,还可以在产品运行过程中通过对marker的测量来预测产品剩余寿命,从而为产品维修、更换以及备件决策提供依据.采用二元Wiener过程对产品的性能参数和marker进行建模,给出模型参数的估计方法和基于marker测量数据的剩余寿命预测方法,并通过仿真示例验证所提出方法的有效性.     

基于COTS的宇航计算单元冗余架构可靠性研究

随着商业航天的发展,为了能以更低成本使宇航计算单元得到应用,需要结合设计成本、预期寿命、实时性和系统复杂度等因素,对不同计算单元冗余架构的可靠性进行评估;目前在基于高性能商用货架(COTS,commercial off-the-shelf)器件的宇航计算单元研究多满足于工程应用,缺乏关于对不同架构可靠性的对比;首先,针对几种不同冗余计算单元冗余架构,简单介绍具体的拓扑结构和工作方式;其次,根据工作方式给出了他们的故障状态转移图;最后,根据上述几种架构,运用马尔可夫模型理论,对这些计算单元结构进行可靠性建模,在考虑失效率和维修率两个参数对系统可靠性影响的情况下,并以一个虚拟的长时期任务为背景对各结构的可靠性指标进行了评价;仿真结果为更低成本基于COTS器件制造宇航计算单元提供了设计支撑。     

Performance assessment of thermal power plant load control system based on covariance index

This paper proposes a novel method of performance assessment for load control system of thermal power unit. Load control system is the most important multivariable control system. It is necessary to monitor and evaluate the performance of it. The performance evaluation index system based on covariance is defined, and the performance evaluation rules are given. In MATLAB, the double input and double output object model of the load control system is established, and the dynamic characteristics of the load control system are analyzed under the BF and TF mode. The simulation data, which is based on the parameters retuning, is used as the “benchmark data”, and the simulation data of different controllers are collected as “monitoring data”. For most of the time, the thermal power plant is under the coordinated control mode, and the principle and strategy of the two coordinated control are analyzed, and the engineering realization scheme is given. Operation data in different time periods of two different thermal power plants was acquisition and preprocessing respectively. The principle of selecting “benchmark data” is the minimum of pressure parameter. Two data segments were selected as “benchmark data”, performance assessment and analysis was carried on the data from other time periods. The results show that the validity and reliability of the method based on the evaluation index. In short, the data of the simulation and the load control system of power plant are used to demonstrate the effectiveness of the method.     

电力系统可靠性参数建模

针对电力系统可靠性参数是电力系统可靠性评估的基础,而电力系统可靠性参数的获得目前多依靠对某元件进行长期的运行记录,对所得到的数据分析。而这种方法是建立在大样本系统下。本文针对数据较少的现状,提出建立在小故障数据基础下的改进型灰色H—C建模对于可靠性参数进行拟合的方法。拟合结果证明这种方法建立的模型的准确性,有效性,实用性。     

一类动态系统的可靠性实时预测方法研究

研究了一类带有某种隐含的性能退化过程的动态系统的实时可靠性预测问题。在初始性能变量值不确定的情况下,首先基于粒子滤波算法和迭代极大似然估计方法,利用系统的输出信息辨识了性能退化轨道函数中的未知参数,并实时估计性能变量值。然后根据性能退化过程辨识结果实时地预测系统在未来一段时间内的可靠性指标。基于三容水箱的仿真实验结果验证了方法的有效性。     

基于分类器判决可靠度估计的最优线性集成方法

多分类器集成的目标是充分利用每一个分类器的长处，既要发挥它们的最佳性能，又能克服单个分类器的弱点，以达到最优的系统识别性能，该文提出一种基于发类器判决可靠度估计的多分类器集成方法，利用各分类器对当前输入样本的判决兵验概率，实时估计它们的分类判决可靠度，并指导集成权重系数的分配，该方法能够使集成权重更灵活地适应不同的输入变化，充分利用每个分类器当前的识别能力，从而获得更好的集成效果，该文结合最小均方误差准则（MSE）下的最优线性集成方法给出了权重模型和训练算法，并与其它的线性集成模型作了比较，实验表明，不论在最优化准则下的最终误差还是在实际识别性能上，作者提出的方法都取得了最好的效果。     

基于ML-II的小子样复杂系统多源信息融合方法

复杂系统可靠性信息的主要特点是小子样现场试验数据和多种可利用的多源先验信息。在利用Bayes理论进行小子样可靠性评定过程中,为了尽可能少做现场试验,必须充分利用各种先验信息,获取合理的先验分布。提出了一种基于第二类极大似然估计原理（ML-II）的多源信息融合方法,以某鱼雷自导系统的作用距离为例进行仿真分析,验证了该方法的合理性和有效性。     

一种基于数据驱动的执行机构健康管理技术研究

应用健康管理方法可大大提高设备的安全和可靠性,针对飞机的执行机构,文章提出一种基于数据驱动的健康管理方法;首先根据电液伺服执行器的特点建立故障参数模型,然后应用动态k均值聚类算法进行故障特征提取,根据故障特征状况,应用模糊聚类方法进行健康状况评估,根据健康状况的发展划定健康等级,最后根据健康评估结果应用卡尔曼估计方法进行健康预测;仿真结果表明了算法的有效性。     

主成分分析和超限学习机的模拟电路故障诊断

为提高模拟电路故障诊断特征信息提取的完整性,实现故障模式分类的准确性,达到网络训练测试的快速性,提出了一种基于主成分分析（Principal Components Analysis,PCA）和极限学习机（ELM）相结合的模拟电路故障诊断新方法。在OrCAD16.3中通过设置仿真模拟电路元器件参数及其容差,获得电路各状态的MonteCarlo样本数据,经PCA降维提取特征信息以获得最优的特征模式,继而采用ELM对故障进行分类识别。以Sallen-Key带通滤波器电路为实例进行仿真研究,结果表明该方法具有特征提取效果好,神经网络训练学习速度快,故障诊断效率高,泛化性能好等特点。     

控制系统的Bayes可靠性评估算法

针对特定试验条件下小子样控制系统可靠性评定的特点,提出了利用验前信息来弥补现场试验信息不足的改进双重Bayes MC方法。在对单元可靠性分析的基础上,给出单元的可信验前信息,依据特定的可靠性框图,结合有限的系统试验数据,推导出试验用控制系统可靠性评估步骤和计算公式,并对系统可靠度进行了数值仿真计算,计算结果令人满意。