一种结合UKF的疲劳结构剩余寿命预测方法

针对机械系统中疲劳结构的剩余寿命(RUL)预测问题,提出了一种结合无迹卡尔曼滤波算法(UKF)的RUL预测方法.该方法包括疲劳裂纹性能参数评估和RUL预测两个部分.在性能参数评估部分,通过对Paris疲劳裂纹扩展公式进行离散化,建立了参数状态空间评估模型,并利用传感器获得的实时状态信息结合UKF算法对状态空间评估模型中的疲劳性能参数(C和m)以及疲劳裂纹长度表现出的不确定性进行评估,以避免状态信息不完备、工况噪声等不确定因素对结构疲劳寿命预测的影响;在剩余寿命预测部分,利用UKF算法评估得到的参数结果,结合离散化得到的递推裂纹扩展模型,对结构的剩余寿命进行预测.仿真结果表明:提出的方法能够很好地处理疲劳裂纹扩展模型中疲劳性能参数的不确定性,且在剩余寿命预测上,通过与扩展卡尔曼滤波算法(EKF)进行比较分析,发现所提方法能够更准确地预测结构疲劳裂纹的RUL.将离散的Paris疲劳裂纹扩展公式和UKF算法进行结合,能够有效地提高疲劳结构的剩余寿命预测精度.     

用可靠性方法管理电站重要损伤部件

评估了含有缺陷的汽轮机转子的可靠度评定的结果不仅比采用ＥＣＡ评定提供了更多重要的有用信息，而且可以预报评估部件开始出现失效风险的时刻，给出这些部件在报废之前的整个阶段失效风险的增长特性．所有这些结果对寿命管理是重要的，对老龄和起期服役装置的预期寿命管理更为重要     

用可靠性方法管理电站重要损伤部件

评估了含有缺陷的汽轮机转子的可靠度，评定的结果不仅比采用ＥＣＡ评定提供了更多重要的有用信息，而且可以预报评估部件开始出现失效风险的时刻，给出这些部件在报废之前的整个阶段失效风险的增长特性，所有这些结果对寿命管理是重要的，对老龄和起期服役装置的预期寿命管理更为重要。     

医用心脏图像分割算法的量化评估框架

将面向对象的编程思想与设计模式应用于图像处理算法研究中,对医用心脏图像分割和识别算法评估流程进行解耦合、模块划分及精确定义。在提供分割算法金标准的前提下,搭建心脏图像处理算法量化评估系统,用于算法的改进与量化评估。同时,以磁共振心脏图像的左心室分割算法为例,展示了系统在算法评估、回归测试等方面的较强功能,为今后的研究与实验提供了很好的测试与算法评估平台。     

关于集合划分的几个问题

本文对组合数学中的集合划分问题进行了一些探索,试图回答下面三个问题:①集合划分方法数P(N)的非递归算法,②划分向量V映射到划分序号D的算法,③划分序号D映射到划分向量V的算法。本文以划分的构造树为基础,加以变换,得到数目树和分块树,由此求得P(N),以及K块划分方法数P(N)_K。本文把划分向量V当成一种特殊的数制,找出其进位规则,从而求得V/D和D/V数制转换。所建立的算法经计算机验证,是正确的。     

一种基于主成分回归的DV-Hop定位方法

DV-Hop定位算法是一种被广泛运用的定位算法。在各向同性的密集网络中,DV-Hop可以得到比较合理的定位精度,然而在实际分布的网络中,它的精度受到噪声和信标节点之间几何关系的限制。主成分回归方法利用主成分分析方法对原先数据进行重新构造,删除部分主成分,从而消除部分噪声和多重共线性对回归精度、稳定性的影响。根据DV-Hop算法定位过程,在节点位置估计阶段运用主成分回归的方法对定位数据进行重新综合与提取,仅利用有效定位信息进行位置估计。仿真实验结果证明该改进后的算法同样具有原先算法优良特性,且定位精确度有所提高。     

特征加权优化软子空间聚类算法

在聚类过程中结合簇内紧凑度信息和特征权值分布信息,对数据集的划分和各个簇类所在的子空间两方面进行优化。实验结果表明,该算法相比已有的软子空间聚类算法具有更好的聚类效果。     

一种装置点火单元可靠性评估方法研究

针对一种装置点火单元的组成特点及工作特性,对影响其可靠工作的主要性能参数进行了分析,依据该性能参数的不同分布特性,提出了相应的可靠性评估方法并建立了可靠性计算模型;同时对计数法在点火单元可靠性评估中的应用特点及计算模型进行了分析;最后对不同评估方法之间的关联性和各种评估方法的适用范围进行了研究.     

认知无线电中传输阶段频谱感知研究

认知无线电系统中,如何进行有效地频谱感知是关系到次用户系统传输效能的首要问题,也是认知无线电长期的研究热点之一。传统的认知无线电中,频谱感知只发生在特定的感知阶段,而忽略了决策、传输阶段信息对频谱感知的支持作用。提出了一种充分利用传输阶段的信息进行频谱感知的方法,并基于感知结果优化下一阶段的发射功率分配。考虑基于解码信息的频谱感知算法,在传输阶段,次用户接收机在接收到次用户发射机的信息后,对信息进行解码;之后,将次用户信息从接收信号中去除,利用剩余的信号检测主用户的工作状态,并根据状态的不同,优化次用户下一阶段的发射功率。数值仿真结果表明,相对于传统的衬底式认知无线电算法（传输阶段的信息没有被用于频谱感知）,在对主用户造成相同的平均干扰情况下,提出的算法能够在一定程度上提升次用户平均信道容量。提出的算法通过对传输阶段信息的二次利用,能够为频谱感知行为提供更多的可用信息,提升检测主用户当前工作状态的正确率,在对主用户造成一定的平均干扰约束下,更加精确地控制次用户自身的传输参数,从系统机制的层面上提高了对通信信道的综合利用率。     

基于点云特征提取的电力刀闸三维状态识别方法

电力刀闸是电力系统基本组成部件,系统运维时刀闸状态往往需要人工多次确认。在此背景下,提出一种新的刀闸状态识别方法。首先,将输入的三维刀闸图像转换为彩色点云数据,并从彩色点云数据中提取场景特征;然后,利用现有的方向直方图颜色特征描述算法,基于局部纹理和形状信息构建识别特征的描述符,并根据给定提取的特征描述符,执行两阶段匹配过程以找到场景和目标的彩色点云模型之间的对应关系;其次,使用霍夫投票算法过滤对应集中的匹配误差,并估计刀闸的初始三维姿态;最后,姿态估计阶段采用随机样本一致性和假设验证算法来改进初始姿态,且过滤带有错误假设的不良估计结果。实验结果表明,该方法不仅能成功识别复杂电力场景中的刀闸部件,而且能准确估计目标的三维姿态信息。     

智能电网设备层WIA-PA无线网络的维护语义度量

为应对不同服务质量需求并提升智能电网通信的系统能力及可靠性,提出一种无线智能电表双路径维护基于因果树的认知技术. 因果树通过定义智能电表程序中的度量和事件之间的因果关系,以实现有效推理. 路径维护度量根据接收信号强度指标和数据包接收成功率明确了链路状态、链路质量、相应的动态转换等路由问题. 基于信道和电磁干扰所做的物理实验用于评估该种无线智能电表的可靠性.     

FRP配筋混凝土结构可靠度设计

从FRP材料性能参数的概率预测到混凝土构件的可靠度分析,回顾了FRP配筋混凝土结构可靠度研究的国内外现状.由回顾可知,目前各个方面的相关研究工作才仍处于起步阶段,许多有关FRP的抗力折减系数和材料强度折减系数大多建立在对混凝土结构设计规范中系数修正的基础上,没有经过严谨的可靠度研究,在工程实践中存在一定的盲目性;有些折减系数过于保守的取值既造成了材料的大量浪费,在某些情况下又不一定能提高构件的可靠度水平;对于脆性材料FRP的引入所带来的潜在危险性的认识还不充分.为了使得研究工作更具有系统性和合理性,研究工作必须在基于概率的设计理论框架中进行,如:建立完整FRP基本力学性能参数统计数据库,分析各种可能失效模式的可靠性,充分考虑多种因素对目标可靠指标取值的影响,发展FRP加固混凝土构件时变可靠度计算方法,研究FRP对加固后体系可靠度的影响以及从可靠度角度控制使用阶段设计,等.     

机械零部件的动态可靠性稳健优化设计

研究了机械零部件强度、载荷和可靠度随时间的变化规律,并建立了随机载荷作用下的机械零件动态可靠性模型,讨论了动态可靠性灵敏度设计问题,提出了动态可靠性灵敏度设计的计算方法;将可靠性优化设计理论与动态可靠性灵敏度分析方法相结合,建立了动态可靠性稳健优化设计的计算模型,解决了机械零件的动态可靠性稳健优化设计问题。     

机械零部件的动态可靠性稳健优化设计

研究了机械零部件强度、载荷和可靠度随时间的变化规律,并建立了随机载荷作用下的机械零件动 态可靠性模型,讨论了动态可靠性灵敏度设计问题,提出了动态可靠性灵敏度设计的计算方法;将可靠性优化设计 理论与动态可靠性灵敏度分析方法相结合,建立了动态可靠性稳健优化设计的计算模型,解决了机械零件的动态可 靠性稳健优化设计问题。     

在役桥梁承载能力检算系数的可靠性校准

为建立与现行桥梁设计规范相适应的在役桥梁承载能力鉴定方法,应用可靠性理论对承载能力检算系数取值进行了校准.根据在役桥梁承载能力检算表达式,引入桥梁结构或构件技术状况评定等级等效于承载能力可靠性分级的假定,以承载能力的可靠性分级标准为依据,详细分析了不同技术状况评定值与承载能力折减系数的关系,提出了基于现行桥梁设计规范的承载能力检算系数建议值.考虑到实际结构或构件抗力分项系数与理论值的差异,给出了承载能力检算系数的修正方法.研究结果表明,对于按现行规范设计的桥梁,若满足目标可靠指标的要求,不同受力状态构件承载能力检算系数的最大值为1.0;按原规范承载能力检算表达式计算的校准值与规程建议值吻合良好.     

基于混合变量的可靠性稳健设计方法

将产品性能函数在指定百分位数处的波动作为产品稳健性指标,极限性能函数的区间可靠度大于可靠性指标作为约束,建立了随机变量和区间变量同时存在时的可靠性稳健设计单目标优化模型。为了提高可靠性优化设计问题的效率,将两个耦合的优化问题分解成两层结构优化设计问题,上层为稳健优化设计,下层进行可靠性分析计算。最后用减速器可靠性稳健优化设计问题验证所建立模型的效率和精度。     

单环法求解基于可靠性的设计优化问题

在结构设计中,为获得高可靠性和安全性的机械结构,基于可靠性的设计优化受到了越来越多的关注。基于可靠性分析方法,分别提出了基于可靠性指数法和性能评估法的单环法,直接将基于可靠性的设计优化问题转化为确定性优化设计问题求解。典型算例表明,该方法是有效和高效的。     

钱塘江河口海塘风险分析和安全评估关键技术

在总结以往风险分析的基础上，分析了钱塘江河口海塘的风险因子，结合钱塘江河口河床易冲易淤的特点，建立了海塘失效概率树模型，得出了海塘风险分析的基本框架.海塘失效概率树为串联概率树，而条件概率P(B/A)解求是串联概率树要解决的关键问题，为此提出了假定条件概率近似符合正态分布，然后做积分变换推求条件概率的思路;在进行钱塘江河口海塘风险分析和安全评估时，要注意引入塘前滩地高程作为分析海塘整体稳定安全性的随机变量;采用信息熵理论分析高水位变异点，以及放水减淤、船抛块石等降低海塘失效风险措施研究等关键技术问题     

柱失效方程中荷载相关特性对承载力抗震设计可靠度的影响

以竖向荷载和水平地震作用组合下的钢筋混凝土柱和钢柱为对象,研究了失效方程中荷载相关特性对柱承载力抗震可靠性的影响。根据现行《混凝土结构设计规范》和《钢结构设计规范》分析了不同柱弯矩轴力相关曲线的特性。结合多个框架结构实例,对比了柱失效方程中荷载相关曲线与规范考虑情形的异同。实例分析表明:水平地震和竖向荷载组合作用下,小偏压RC柱和工字型钢柱的荷载相关曲线与规范考虑的情形较为符合,均近似为负相关的直线;水平地震和竖向荷载组合作用下,大偏压RC柱的荷载相关曲线则与规范考虑的情形有较大出入,存在明显的正相关段部分。在此基础上,考虑失效方程复杂特性,依据已有的荷载和抗力变量概率模型,采用Monte Carlo法分析了水平地震和竖向荷载组合作用下柱的可靠性。结果表明:钢柱和小偏压RC柱的承载力抗震可靠度随轴压力荷载效应比值的变化幅度较小,与规范模式计算结果较接近;大偏压RC柱的承载力抗震可靠度随轴压力荷载效应比值的变化会有较大幅度波动,与规范模式计算结果差异较大;当轴压力荷载效应比值为负时,大偏压RC柱的承载力抗震可靠度会低于规范计算值较多,现行柱可靠性设计方法会偏于不安全。     

基于结构易损性分析的公路桥梁可靠度研究

目前桥梁可靠度分析中缺乏对桥梁实际失效模式的分析和资料,使得传统的体系可靠度分析思路对桥梁进行评估带有很大的不确定性,因而本文根据桥梁结构可靠度理论与结构地震易损性的研究现状,并结合传统可靠度分析中的现有观念与常用方法,提出了基于结构易损性分析的公路桥梁可靠度方法.该方法利用结构易损性分析的优势,根据选定的损伤准则来计算结构不同构件在随机荷载下的失效概率,能够给出结构各个构件的易损性曲线来判定出结构的最不利位置,从而为随后的结构体系可靠度分析提供便利.本文以地震荷载为例,给出了基于结构易损性分析思路的桥梁可靠度分析实例,以便具体地阐述这种思路.