Dynamic Analysis for Planar Multibody Mechanical Systems with Lubricated Joints

The dynamic analysis of planar multibody systems with revolute clearance joints, including dry contact and lubrication effects is presented here. The clearances are always present in the kinematic joints. They are known to be the sources for impact forces, which ultimately result in wear and tear of the joints. A joint with clearance is included in the multibody system much like a revolute joint. If there is no lubricant in the joint, impacts occur in the system and the corresponding impulsive forces are transmitted throughout the multibody system. These impacts and the eventual continuous contact are described here by a force model that accounts for the geometric and material characteristics of the journal and bearing. In most of the machines and mechanisms, the joints are designed to operate with some lubricant fluid. The high pressures generated in the lubricant fluid act to keep the journal and the bearing surfaces apart. Moreover, the lubricant provides protection against wear and tear. The equations governing the dynamical behavior of the general mechanical systems incorporate the impact force due to the joint clearance without lubricant, as well as the hydrodynamic forces owing to the lubrication effect. A continuous contact model provides the intra-joint impact forces. The friction effects due to the contact in the joints are also represented. In addition, a general methodology for modeling lubricated revolute joints in multibody mechanical systems is also presented. Results for a slider-crank mechanism with a revolute clearance joint between the connecting rod and the slider are presented and used to discuss the assumptions and procedures adopted.     

基于DSP 软加固下的功耗优化方法

由于太空中存在各种宇宙射线辐射,导致星载设备产生可靠性问题,使得高性能数字信号处理器(DSP)在航空航 天中的应用受到制约,因此需要采取容错措施来对其进行加固处理。但软加固算法会使程序复算而增加系统开销,文章 基于 C6748 DSP 平台,详细说明了在不影响检错率的情况下的功耗优化方法。实验结果表明,通过此方法在保证检错率 的条件下能显著降低系统开销,同时也提升了执行效率。     

延迟容忍网络中的拥塞避免优化算法仿真

研究延迟容忍网络中的拥塞避免优化算法.在延迟容忍网络中采用托管传输机制,造成网络资源受限性耗尽,形成网络拥塞.传统的TCP拥塞控制算法在控制端存在快速反馈节点的前提下,采用慢开始、快重传的拥塞控制策略,但是容忍网络中不存在固定的控制端,链路上下带宽不对称,很难建立准确的拥塞回执,因此造成控制效果不佳.为了避免上述缺陷,提出了一种基于网络拥塞状态参数优化的延迟容忍网络中的拥塞避免优化算法.根据TCP协议的数据反馈机制,能够估计延迟容忍网络中的带宽.根据传输数据等待时间差值,能够计算待传输数据长度.利用网络拥塞状态参数优化方法,能够实现延迟容忍网络中的拥塞避免优化.实验结果表明,利用本文算法进行延迟容忍网络拥塞避免优化,能够提高数据传输的效率.     

面向云应用系统的容错即服务优化提供方法

通过提供高效且持续可用的容错服务以保障云应用系统的可靠运行是至关重要的.采用容错即服务的模式,提出了一种优化的云容错服务动态提供方法,从云应用组件的可靠性及响应时间等方面描述云应用容错需求,以常用的复制、检查点和NVP（N-version programming）等容错技术为基础,充分考虑容错服务动态切换开销,分别针对支撑容错服务的底层云资源是否足够的场景,给出可用容错即服务提供方案的最优化求解方法.实验结果表明,所提方法降低了云应用系统支付的容错服务费用及支撑容错服务的底层云资源的开销,提高了容错服务提供商为多个云应用实施高效、可靠容错即服务的能力.     

一种改进的实时嵌入式系统容错优化方法

容错技术中硬件冗余会产生较高的设计和生产成本.针对该问题,提出一种改进的实时嵌入式系统容错优化方法,基于检查点容错技术综合分析系统故障性能、硬实时任务时间约束和软实时任务的效用函数值.以设计的容错模型为基础,计算系统故障概率保证其在故障最大概率值内,给出硬任务截止时间确定可调度性,并应用改进的禁忌搜索算法获得软任务效用函数最佳值,算法有2种简单的邻节点结构,其禁忌准则遵循邻节点方法禁忌,优化效率明显改善.实验结果表明,该方法可进行故障分析等综合分析,并能迅速获得最大效用函数值.     

一种具有容错性的序列综合算法

线性递归序列的容错综合问题在流密码分析领域具有重要的理论分析与应用价值。利用伽罗华域上2个变元多项式??x,y?的齐次理想刻画齐次关键方程的解空间,通过齐次关键方程解决线性递归序列综合问题不但具有可行性,而且具有某些容错性质。为此,根据二元多项式齐次理想Gr?bner基算法,提出一种求解齐次关键方程的快速算法,并给出一个定理来论述算法实现序列综合的充分条件。通过实验仿真对该算法在不同的序列复杂度和误码率下的容错性能进行分析,结果表明,该算法的成功率与序列复杂度呈线性关系,在误码率为10–3的情况下,对于序列复杂度为65、序列长度为1 000的序列,成功率可达86.6%以上。     

An Accurate Measure for Multilayer Perceptron Tolerance to Weight Deviations

The inherent fault tolerance of artificial neural networks (ANNs) is usually assumed, but several authors have claimed that ANNs are not always fault tolerant and have demonstrated the need to evaluate their robustness by quantitative measures. For this purpose, various alternatives have been proposed. In this paper we show the direct relation between the mean square error (MSE) and the statistical sensitivity to weight deviations, defining a measure of tolerance based on statistical sentitivity that we have called Mean Square Sensitivity (MSS); this allows us to predict accurately the degradation of the MSE when the weight values change and so constitutes a useful parameter for choosing between different configurations of MLPs. The experimental results obtained for different MLPs are shown and demonstrate the validity of our model.     

一种面向容侵系统的并行错误检测方法——PBL方法

面向入侵容忍的错误检测是系统安全最前沿的研究热点之一，它是保障容侵系统无边界退化、提供全部或降级服务的核心技术．分布式复杂网络环境中，错误的并发性和噪声信息的干扰使传统错误检测方法不再适用，在研究目前错误检测方法的基础上，结合容侵系统特性，提出了一种基于改进的贝叶斯并行学习的并行错误检测方法——PBL方法．该方法既能有效检测分布式环境下的并发错误，又能排除噪声数据的干扰．对PBL方法实现的关键问题进行了详细的讨论和分析．     

异构系统硬件故障传播行为分析及容错优化

以异构系统的过程间相关性分析为基础,研究分析异构系统硬件故障在软件之中的传播行为,指导优化基于异构系统的应用级checkpointing检查点保存问题,并通过实验验证其可行性及性能,对异构系统的容错优化研究具有重大意义.     

超差特征量指标集约束下PID调节器的满意优化

针对一类具有目的域的控制系统,提出将一组由滞留时间、超差时间以及随机穿越周期时间等构成的超差特征量指标纳入满意PID调节器的目标函数集中进行研究。将PID调节器的参数设计转化为局部状态反馈问题,推导出带状目的域下超差特征量指标的解析表达式,并分析了其与稳定裕度、动态误差系数以及稳态输出方差指标之间的相容性;当上述指标相容时,给出了一种利用双群体机制下的差分进化算法和内点法相结合对PID调节器参数进行优化求解的策略;数值算例表明了所提方法的有效性。     

含铰链间隙的刚-柔机械臂动力学模型

根据Hertz接触定律和Coulomb摩擦定律,建立了含间隙平面旋转铰的力学模型;采用几何变形约束法和模态缩聚技术描述柔性机械臂的非线性变形;同时考虑两个旋转铰的间隙特性和柔性臂的弹性变形,最终采用Kane方程建立了含铰链间隙的刚-柔机械臂系统的动力学模型．     

故障和容错机制的层次模型

该文讨论了根据系统划分和功能两种不同角度建立的系统层次模型,在此基础上分析了这两种系统层次模型对建立故障模型和客借机制模型的指导作用。     

一种空间大容差末端执行器设计方案与仿真分析

根据大型空间机械臂及其在轨服务操作任务的特点,提出了大型空间机械臂末端执行器大容差和软捕获的基本性能要求,同时给出了实现上述基本性能的方法.在此基础上,提出了一种具有大容差性能的机械臂末端执行器设计方案.为了准确获得该类末端执行器的性能指标,完成了该类末端执行器的详细设计,也为后期的动力学仿真分析提供准确的3维模型.最...     

Prediction of Neural Net Tolerance to Noise

To protect a feed-forward neural net against errors, error correcting codes have been used in previous studies to encode the output label. Here we analyze the effect of additive noise on the performance of a 1-layer coded net and compare it to an uncoded net. The derived results are then used to predict the performance of any multilayer neural net.     

求解约束优化问题的协同进化教与学优化算法

对约束优化问题,为了避免罚因子和等式约束转化为不等式约束时引入的约束容忍度参数所带来的不便,本文在基本教与学优化（Teaching-learning-based optimization,TLBO）算法中加入了自我学习过程并提出了一种求解约束优化问题的协同进化教与学优化算法,使得罚因子和约束容忍度随种群的进化动态调整.对7个常见测试函数的数值实验验证了算法求解带有等式和不等式约束优化问题的有效性.     

粒子群算法在贷款组合优化决策中的应用

针对贷款组合优化决策模型的求解问题,论文提出了用于求解该问题的二进制粒子群算法,并阐明了算法的具体实现过程。为了加快粒子群算法的收敛速度,论文在传统粒子群算法中引入了记忆机制。通过对论文中两个仿真实例的计算和结果比较,表明了该算法不论在寻优能力方面,还是在求解速度和稳定性方面都取得了很好的效果。     

容错的冗余设计分析

研究冗余设计的失效率计算问题，分析了多路冗余的共因对失效率的影响，从理论上 证明了只有充分地减少多多路冗余的公共失效因素才能有效地降低系统的失效率。     

A New Approach for Predicting the Final Outcome of Evolution Strategy Optimization Under Noise

Differential-geometric methods are applied to derive steady state conditions for the (μ/μ _I ,λ)-ES on the general quadratic test function disturbed by fitness noise of constant strength. A new approach for estimating the expected final fitness deviation observed under such conditions is presented. The theoretical results obtained are compared with real ES runs, showing a surprisingly excellent agreement.     

基于再生技术的无线传感器网络容侵拓扑控制方法

面对入侵时如何生成一个具有较高容侵能力的拓扑,在节点能源都会耗尽时如何维持一个可用的网络拓扑是布置在不可照料环境下的无线传感器网络拓扑面临着的两个关键问题.针对这两个问题,提出了一种基于再生技术的容侵拓扑控制方法,该方法被证明为可生成具有较强容侵能力的拓扑结构,同时将不断播撒进入部署区域的新增节点视为网络的可更新资源,以一代代再生网络的方式补充网络的可用能量以延长网络的生存期.仿真实验分析了拓扑控制方法中的一些参数特征及其在延长网络的生存期方面的性能,并与相关工作进行了比较.     

大规模MPI 并行计算的可扩展三模冗余容错机制

随着系统规模的扩大,并行计算的性能不断提高,但可靠性却也在不断下降,因此需要采用某种容错机制来容忍或恢复硬件故障和数据错误.目前常用的容错机制Checkpoint/Restart和多模冗余均引入了额外的开销,这些开销均在某种程度上制约了并行计算的可扩展性.因此,在高性能计算需求不断增长的今天,可扩展容错机制的设计显得尤为迫切和重要.以三模冗余(triple modular redundancy,简称TMR)为典型案例,描述了传统TMR在大规模MPI 并行计算上的实现方法,分析了该机制所面临的实际问题,进而指出传统TMR制约了并行计算的扩展.根据该技术所面临的问题,设计了可扩展三模冗余(scalable triple modular redundancy,简称STMR),并进一步验证了其有效性和可扩展性.该机制不仅能够处理Checkpoint/Restart针对的fail-stop故障,还能够解决绝大部分硬件不能直接感知的数据错误.最后,借用BlueGene/L的系统参数进行模拟,预测当系统规模增大时,在分别采用TMR和STMR的情况下并行计算可扩展性的变化,结果进一步验证了STMR是可扩展的容错机制.