具有不确定测量的非线性随机退化系统剩余寿命预测

提出了一类同时考虑不确定测量和非线性随机退化的退化建模方法,通过Kalman滤波技术对受不确定测量影响的潜在退化状态进行实时估计;基于此,通过首达时间的概念得到了同时考虑退化非线性特征、退化状态不确定性及测量不确定性的剩余寿命分布;此外,提出了一种基于极大似然方法的退化模型参数估计方法,并通过陀螺仪的退化测量数据验证了所提方法可以提高剩余寿命估计的准确性.     

竞争失效场合恒定应力加速退化试验统计分析

为了解决恒定应力加速退化试验中突发与退化同时存在的竞争失效可靠性评估问题,针对产品的退化过程,采用退化量分布函数进行刻画,弥补伪失效寿命建模方法的缺陷.同时考虑到突发失效与性能退化和应力水平的相关性,提出基于比例危险的突发失效模型,并用线性回归和极大似然估计(MLE)模型中的参数,实现对竞争失效场合恒定应力加速退化问题的建模分析.最后应用算例验证该方法的有效性.     

基于B-S分布的加速退化模型

对长寿命高可靠性产品,加速退化方法是获取其性能退化信息的有效手段。因此,建立科学合理的加速退化模型尤为重要。分析一般退化模型的基础上,利用B-S(Birnbaum-Saunders)分布对布朗运动、几何布朗运动和Gamma过程等几种随机过程退化轨道建立形式统一的加速退化模型,并采用极大似然方法估计模型参数。最后针对某型自控温伴热电缆,利用所建模型进行加速退化分析,有效地验证了模型的正确性和合理性。     

考虑退化特性相关性的航空电连接器可靠性分析方法

采用带随机效应的Wiener退化过程模型,对航空电连接器进行温度和振动综合应力下加速特性退化过程建模,推导其退化量及可靠度,并采用基于Bayesian更新的EM算法估计模型中的未知参数.针对电连接器在综合应力下表现出多种特性同时退化且特性间呈现相关性的问题,进一步利用Copula函数进行相关性建模,推导其多退化特性相关条件下的系统可靠度.最后以某型航空电连接器为算例,对提出的模型和方法进行说明和验证,结果表明,考虑退化特性相关性时的可靠度低于考虑各单独退化特性时的可靠度.     

基于Wiener过程的多阶段非线性复杂退化产品可靠性分析模型

为提高非线性退化轨迹拟合的精度,针对多阶段退化中的非线性规律建立Wiener过程模型,考虑变点的连续性与部件个体的差异性,给出基于非线性复杂退化的可靠性评估方法。结合幂律函数推导出非线性多阶段Wiener过程模型,得到模型参数的极大似然估计量;通过最小均方误差原则给出变点以及幂参数的初值确定方法;根据SIC(schwarz information criterion)方法得到模型变点的精确值,并检验其准确性;结合不同部件之间的差异性,得到变点的连续分布;推导出非线性Wiener过程连续时段内的可靠度函数估计;利用本模型对高压脉冲电容器电容相对变化量的退化数据建模,与线性建模结果对比,验证多阶段Wiener过程模型在可靠性评估方面的有效性与可行性,估计结果更接近真实值。     

多应力下铣刀的加速退化数据分析

工业实际应用中,铣刀常用于铣床对工件进行铣削加工.铣刀在工作过程中常受铣削条件或环境因素的影响,从而导致刀面发生磨损,影响其切削性能.本文选取刀面磨损量为铣刀的退化特征量,采用Gamma过程来描述铣刀的退化过程,建立了不同切削材料下受切削深度和走刀量影响的铣刀磨损的多应力退化模型;利用传统的多应力加速退化模型来描述切削深度和走刀量对退化的影响,利用极大似然估计方法估计出模型参数,进而比较了不同切削材料下双应力对退化过程的影响.     

考虑随机退化和信息融合的剩余寿命预测方法

针对性能退化过程服从Wiener过程的产品,运用贝叶斯统计推断法,提出了一种融合产品现场实测性能退化数据与同类产品常规退化试验信息、历史寿命信息的个体剩余寿命预测方法.建立了基于Wiener过程的产品剩余寿命模型;考虑到个体之间的性能退化差异性,假定Wiener过程参数服从随机分布模型,建立了个体现场实测退化数据下分布参数的贝叶斯估计模型,给出了超参数后验估计公式;分别建立了退化数据和寿命数据下的完全似然函数,构建了基于最大期望算法的超参数先验估计模型;通过实例分析验证了所提方法的正确性和优势,结果表明本方法可有效处理个体现场实测退化信息与同类产品先验信息之间的剩余寿命预测问题.     

综合退化数据与寿命数据的某型电连接器寿命预测方法

针对基于寿命数据的预测方法效率不高的问题,在进行温、湿度双应力加速退化试验的基础上,研究了通过分析加速退化数据而进行寿命预测的途径.为了充分利用所收集的产品寿命数据来提高预测精度,提出了综合退化数据与寿命数据的寿命预测方法.分别使用Wiener过程、逆高斯分布和广义Eyring模型对产品性能的退化数据、少量寿命数据以及产品反应率进行建模,并建立了综合以上信息的可靠性模型.在此基础上,利用Markov Chain Monte Carlo仿真方法得到模型参数的点估计值,通过Bootstrap自助抽样法获得了模型参数的估计区间.结果表明,所提出的综合退化数据与寿命数据的方法可以提高寿命预测精度.     

基于遥感图像梯度特征的运动模糊检测方法

为了精确描述由于高分辨率卫星在轨动力学环境不确定干扰造成的光学传感器拍摄遥感图像退化的过程,在自然图像的运动模糊点扩散函数检测方法的基础上,提出一种基于遥感图像梯度特征的运动模糊检测方法. 该方法利用图像分割和梯度特征选择处理区域,对遥感图像进行预处理,使图像的梯度特征更加符合检测方法的先验知识,采用基于概率分布的点扩散函数估计方法获得图像的退化模型. 结果表明该方法提高了图像模糊的检测精度,获得了更准确的遥感图像运动模糊点扩散函数的检测结果.      

广义逆高斯过程的步进应力加速退化试验设计

对于高可靠性、长寿命产品的寿命估计问题,步进应力加速退化试验是一种经济快捷有效的方法.为了解决步进应力加速退化试验中样本量、测量时间间隔和各应力下测量次数的配置问题,建立描述产品性能退化轨迹的广义逆高斯过程,采用改进的蒙特卡洛模拟方法估计模型的参数.给出产品分位寿命渐近方差的表达式,并以其最小化为目标,在试验总费用、试验样本量和试验时间的限制下,探讨步进应力退化试验的优化配置.最后通过实例,验证了模型和方法的正确性和实用性.     

A Theory and Method for Modeling of Structures with Stochastic Parameters

In order to reflect the stochastic characteristics of structures more comprehensively and accurately, a theory and method for modeling of structures with stochastic parameters is presented by using probability finite element method and stochastic experiment data of structures based on the modeling of structures with deterministic parameters. Double-decker space frame is taken as an example to validate this theory and method, good results are gained.     

移动通信衰落信道的建模与仿真

在分析移动通信信道的多普勒扩展、平坦衰落和频率选择性衰落的基础上,将有限个等频率间隔的随机相位谐波信号叠加,设计了移动通信系统的Rician信道确知仿真模型;通过选择不同滤波器结构和参数将高斯白噪声转化为多种有色高斯随机过程,设计了移动通信系统的Rician信道随机仿真模型.基于最小均方误差(MMSE)准则推导了任意信号功率谱条件下的信道模型参数,利用Matlab编程实现了移动通信衰落信道实验系统.仿真实验表明,提出的2种信道模型较好地反映了移动通信衰落信道的主要特征且实现简单,尤其是谐波数为8的确知仿真信道参数已经接近理论值,适用于多种移动通信系统的理论研究和信道仿真.     

基于随机规划的现代医院选址方法

针对医院选址问题中就医人数随机性的特点,提出了基于随机规划的现代医院选址方法.考虑医院附近不同人口分布点的每月就医人次数、交通状况、病人对不同级别医院的偏好因素,建立随机整数规划模型,以最小化地区内人口与医疗资源间的权重距离总和为优化目标,并采用蒙特卡罗方法模拟每月就医人次数这一随机参数.实验结果证明,该方法具有良好的收敛性,其选址决策相比于确定性模型选址方法明显优化.     

埋地管线面积腐蚀率概率密度的模拟分析

利用马尔可夫过程,提出了管线腐蚀的发生模型,然后结合线性腐蚀发展模型,采用全概率公式,给出了埋地管线面积腐蚀率随服役时间变化时的概率密度函数解析表达式.将腐蚀发展模型中的参数分别考虑为确定变量和随机变量,推导出管线面积腐蚀率概率密度函数的具体表达式.结合具体的算例模拟分析,给出了管线面积腐蚀率概率密度函数随服役时间增加的演变过程.计算结果表明,模型可以很好地估计管线在使用过程中腐蚀的演变规律.     

估计地下水流系统分布型确定性-随机性参数的耦合算法

提出一种估计地下水流系统分布型确定性－随机性参数的方法：有限元与卡尔曼滤波耦合算法。应用该方法对大庆西部地区地下水流系统进行了分析,结果表明,该方法可准确地估计地下水流系统分布型参数,包括确定性和随机性参数,并可给出参数估计的置信区间和精度;所估计的大庆西部地区地下水流系统分布型参数的可靠性达９０％以上。     

一类多阶段决策模型的稳定解及最优调节策略

得到一类确定型多阶段决策系统的差分方程组模型及该模型稳定解存在的条件并获得稳定解。同时给出该类模型中未知参数的辩识方法。利用马尔可夫决策方法给出相应随机型模型的稳定解，选择使该系统运行可达到理想状态的最优调节策略。     

核电结构设计中参数不确定性对楼层谱计算影响分析

核电厂房的楼层反应谱是核电结构和设备抗震设计的依据．采用通常的确定性的方法计算只能选择可能性比较大,但又相对比较保守的荷载和结构参数进行分析,对计算结果反映实际的程度很难作出可靠的判断．在动力相互作用分析的基础上,针对核电结构设计中的参数不确定性问题,采用基于蒙特卡罗模拟的概率统计法进行楼层反应谱的分析．这种方法可以适应性能参数概率密度函数的各种不规则变化,在概率统计基础上获取不同置信率的响应结果．数值算例表明,该模型合理,计算结果可以对传统的确定性分析结果进行置信率的定量判断,进而对传统确定性方法设计的核电结构安全性有更深入的了解．     

随机参数结构的建模技术

在确定性参数建模的基础上,利用摄动有限元方法与概率论方法,提出了根据结构模态实验的随机数据建立结构随机参数模型的理论与方法,旨在更全面而准确地反映结构参数的随机特性。以双层空间刚架为例验证了该理论与方法的正确性。     

岩体结构面产状随机分布空间表征

基于不同的结构面产状概率分布函数对工程岩体的结构面进行模拟.通过运用内聚理论对结构面进行组别划分,并分别采用双平均密度分布、双正态密度分布、Fisher分布三种不同的分布形式,结合分布参数的反演,进行随机性结构面模拟.引入辽宁省某边坡工程的计算,运用自主研发的Geo SMA-3D(geotechnical structure and model analysis-3D)系统进行关键块体搜索,提出离散性评价参数,分析基于不同结构面产状概率分布计算得到关键块体体积的差异.研究发现当离散性评价参数大于临界值时,生成的关键块体体积随离散性评价参数的减小而增大.