复杂体系可靠性结构分析与建模GERT网络技术

体系各要素(系统)连接的或然性决定了其结构框架、联系逻辑和功能表现的复杂性。复杂体系可靠性结构分析与建模是解构表征其复杂特性的重要手段,是学术界长期以来的研究热点。然而,有关复杂体系可靠性结构、功能逻辑、计算框架的构建问题,却尚未有较好的解决方案。针对该问题,运用结构函数理论和图示评审技术(graphical evaluation and review technique,GERT)建立了一种新的复杂体系可靠性结构分析框架与建模方法。首先,基于“和联”思想建构其基于使命与任务生态联盟、行为演化的可靠性“和联”结构框架;其次,基于复杂体系要素的或然性逻辑联结关系,建立其可靠性结构GERT网络模型;最后,运用GERT解析算法原理,建立其可靠度计算模型,并考虑计算的复杂性,为该类问题提供GERT仿真(GERT simulation,GERTS)计算解决方案。以一反舰作战侦察复杂体系进行案例研究,结果表明所提方法有效且适应性强。

基于灰色关联协同效应权重配置的费用预测模型

费用预测是复杂装备成本管理的核心内容。在同类型复杂装备仅有少量样本信息的情况下,为提高估算预测精度,解决贫信息下费用影响要素筛选困难、要素间由于协同效应导致的权重分配不合理、费用预测误差较大等问题,提出了一种基于灰色关联协同效应贡献度分配的要素权重配置方法。首先通过灰色关联度分析筛选相似样本及费用关键影响要素;然后,依据各要素在协同效应下对灰色关联度提高的贡献程度大小,参考Shapley值思想计算各要素的灰色比较关联重要性,以此确定权重;最后,构建相应的异阶参数灰色分数阶预测模型,对目标装备进行费用预测。通过与已有文献中的方法进行对比,结果表明所提方法有较高的预测精度且具有一定的适用性,能够挖掘小样本下费用影响要素间的潜在信息,更可以合理地分配要素权重,提高费用预测精度。

基于灰色-神经网络的民机需求组合预测

民机数量是反映民航运输能力的重要标志,而对民机数量进行预测,能够研究分析未来民航业的发展趋势。本文重点研究了民机需求预测的模型架构和实施方法,首先以2013年到2020年民机数量和其他关键因素作为原始样本,然后把2021年的数据作为检验样本,最后通过构建灰色神经网络组合预测模型对未来的民机需求进行预测。从预测结果来看,灰色模型GM(1,1)与反向传播(back propagation,BP)神经网络模型结合效果较好,组合模型预测精度高,充分证明了该模型的有效性和可行性,同时预测结果对分析未来航空运输情况也具有一定的参考意义。

基于面板数据的灰色重心三角网格关联分析模型

针对现有面板数据曲面簇的构造以及指标排列顺序改变引起关联度结果不唯一问题,提出了基于面板数据的灰色重心三角网格关联分析模型。首先,将样本矩阵分解为二元指标子矩阵,并将其投射为空间四面体网格。然后,利用空间几何学给出四面体的重心,并与四顶点相连得到重心三角曲面。其次,基于重心三角曲面为曲顶的柱体体积构建了灰色关联系数公式,并得到了面板数据的灰色重心三角网格关联分析模型。最后,所提出的模型成功应用到山东省东西沿线6城市的空气质量评估,验证了模型的合理性和有效性,结果表明所提出模型能够测度面板数据间的相关程度。

基于期望任务寿命的可重复运载火箭RMT参数规划模型研究

随着世界航天领域科技的高速发展,可重复运载火箭一直是国内外的研究热点。伴随着该技术的蓬勃发展,高可靠性、高安全性、高质量成为新一代运载火箭设计目标,在可重复运载火箭的高可靠性背景下,对系统的可靠性、维修性、测试性的相关指标进行设计与参数规划显得尤为重要。针对上述问题,综合运用可靠性工程理论、可用度、马尔可夫状态转移过程理论等等,准确地对可重复运载火箭的发射过程进行解析,并且根据复杂装备的指标要求,对其进行分析与研究,最终得到一个较为可靠的可重复运载火箭RMT指标的参数规划模型。

基于区间数灰靶决策模型的作战方案选择

针对作战方案评价中存在的信息不确定、主观性强、评价结果差异化程度低的问题,提出了基于区间数的多目标灰靶决策模型。以多弹协同作战方案评估为例,给出了评估指标体系,根据决策信息,建立了属性值的区间数靶心距测度;结合区间数层次分析法和区间数熵权法得到的组合权重,得到方案综合测度,案例表明新型决策模型在解决作战方案的决策问题是有效的。

基于复杂环境下伺服转台液冷管路系统设计与制造

随着车载伺服转台上相控阵面雷达天线组件的应用环境复杂多变、排布密集、热耗越来越高等发展趋势,如何通过伺服转台将热量及时排出成为难点。设计了一种能适应复杂环境的伺服转台液冷管路系统,整个液冷系统通过双路冷却液循环流通,可使供液流量均匀分配。通过实物测试,系统性能指标满足要求,有效解决了伺服转台T/R组件的散热问题。

某伺服跟踪系统的机械结构设计和仿真

针对现有伺服系统对快速目标的跟踪性能和稳定性存在的问题,设计了一种能够快速稳定跟踪伺服系统的机械结构。采用模块化独立功能和扩展能力设计伺服系统时,各结构件均留有足够的强度裕度,保证了伺服系统在过载或非正常运行时的结构强度和稳定性。同时,系统结构还设置有锁紧、限位、开关等多种保护措施。仿真结果、产品实测和外场试验表明,该快速稳定跟踪伺服系统可以对目标进行快速、稳定跟踪。

面向航班化的可重复运载器可靠性维护技术与寿命分析

航天技术的先进与否对一个国家的国际地位影响极大,随着航天技术的迅速发展,各国均深刻认识到有效降低运载火箭的发射成本将成为未来航天事业可持续健康发展的必然要求。确保航天运载器可重复使用技术的优势地位是航天大国发展航天技术,增强国家政治、经济、科技等各方面实力的重要目标。开展面向航班化的可重复运载器的可靠性维护技术设计及寿命分析,不仅有助于降低我国航天运载器的发射成本,而且能够为可重复运载器的可靠性提升、维修策略制定及寿命预计等多个方面的发展提供可行性建议。

海事卫星地面站RMS可用性评估模型

随着国际海事卫星通信系统(international maritime satellite communication system,INMARSAT)的不断发展,卫星地面站(satellite earth station,SES)的可用性评估具有重要意义。首先选取可靠性、维修性和保障性为指标,构建可靠性、维修性与保障性(reliability,maintainability and supportability,RMS)模型进行SES可用性评估;其次,以SES设备为研究对象,根据马尔可夫链得到设备有效性概率,并进一步推导出系统可靠性;然后,建立排队图解协调技术(queue-graphical evaluation and review technique,Q-GERT)网络以描述SES设备的维修保障过程,并基于AnyLogic软件进行建模仿真;最后,通过算例进行应用研究,基于RMS模型进行SES可用性评估,验证了该模型和评估方法的有效性与实用性。

考虑失效阈值随机性的退化-冲击竞争失效建模

针对大多竞争失效可靠性研究未考虑失效阈值随机性的情况,提出一种随机失效阈值影响下的竞争失效系统可靠性评价模型。分析冲击影响下退化过程中退化量及退化率的变化,并在此基础上考虑阈值随机性。讨论累积退化影响下的冲击过程,以系统所能承受的强度分布描述冲击失效阈值,并结合累积退化量的期望水平建立随时间变化的冲击失效阈值,从而明确描述了冲击失效阈值与退化过程之间的依赖关系,给出竞争失效过程的可靠性函数。以微电机系统为例进行对比及敏感性分析,验证了随机失效阈值的引入更能反映系统真实运行状态。

基于GERT的反导装备体系作战效能评估

针对具有网络不确定性闭环链特征的反导装备体系,提出基于GERT的反导装备体系作战效能评估模型和参数设置算法。剖析反导装备体系节点之间的和联关系,并理清反导装备体系作战链及其效能内涵;研究基于GERT的反导装备体系作战链及其效能的算法,并对作战节点和作战链的重要度进行研究。最后,以某次反导装备体系作战为例,验证了GERT的优越性和可行性。

某伺服系统实时性自动化测试优化设计

伺服系统具有验收指标要求高,测试复杂,运行条件有限等特性,传统的人工测试局限性高且精度无法得到保证;伺服系统具有圆周扫、扇扫等功能,而转台作为该伺服系统的核心部件,是伺服系统旋转的主要机构,因此对伺服系统部分指标的测试可简化为对转台进行指标测试;基于PXIe总线的自动测试设备,具有高数据处理速度、高集成度、高国产化度、高稳定性等特点,适用于转台设备的自动化测试;采用FPGA和惯性传感器作为数据采集核心,设计PXIe总线转台自动测试设备,对多个指标同时测试,可将测试效率提升80%,满足转台测试设备的设计要求,同时具备良好的扩展性,该设计能够推广至其他需对转台进行测试的应用场景。

一般灰数型面板数据关联分析模型及应用

对于由一般灰数型面板数据的指标排列顺序变换引起的灰色关联序不一致问题,构建了灰色重心三角曲面关联分析模型。首先,基于排列组合原理将样本矩阵分解为二元指标子矩阵,并给出样本矩阵的一般灰数元素的核和上下界。其次,给出由二元指标子矩阵相邻四点的上下界所确定的几何体的重心,并确定了由核及重心所构成的空间重心三角曲面。然后,以空间重心三角曲面作为曲顶的柱体体积,构建了关联系数公式,得到一般灰数型面板数据的灰色关联分析模型。最后,将所提模型应用于复杂装备供货商的选择问题,验证了所提模型的合理性和有效性。

皖北“四化同步”综合发展时空差异分析及优化协调新路径构建

全力推进皖北振兴是安徽省加入长三角经济区后抓住重要发展机遇的关键。基于皖北“四化”发展现状及综合发展指标体系,利用熵权法分析了2011—2021年皖北“四化同步”综合发展趋势和时空差异特征,构建GM(1,N)驱动力模型探讨了影响“四化同步”综合发展的主要驱动因素。结果表明,皖北“四化同步”综合发展水平显著提升,新型工业化和信息化对“四化同步”综合发展的驱动效果更强,但各市“四化”发展水平时空差异较大。针对分析结果,构建了“四化同步”优质协调发展新路径。

基于灰色关联的体系效能评估指标筛选

针对体系效能样本量较少、样本数据规律不确定的特点,提出基于灰色关联的体系效能评估指标筛选方法。筛选方法利用序列曲线的几何形状相似程度判断评估指标与作战效能之间的关联度,通过关联度大小量化评估指标与作战效能之间的关联关系,筛选关键体系效能评估指标。将筛选方法应用于某导弹防御案例,验证了该方法的可行性。

高校毕业生高质量就业的三方合作演化博弈研究

高校、企业和政府在高校毕业生高质量就业过程中发挥不同职能,存在高度合作关系,各合作主体是有限理性的,当某一主体能够从其采取的合作策略中获益时,其他主体均会有复刻该策略的倾向。因此,基于高校、企业和政府三大主体构建高校毕业生高质量就业三方合作演化模型,分析各主体策略的演化路径,并运用MATLAB进行仿真分析,有助于揭示各主体合作策略的变化规律。研究表明,提升高校、企业及政府间合作的直接收益和间接收益,确定最优收益分配方案及合理的投入成本,设置相关补偿收益,有利于促成各主体在合作中采取努力策略,从而促进高校毕业生实现高质量就业。

区间灰数表征与算法改进及其GM(1,1)模型应用研究

针对目前区间灰数的表征和运算过程中存在着较为严重的问题 ,即 :运算结果对灰数的灰度进行不必要的放大 ,造成信息的严重失真 ,笔者定义了标准区间灰数与第一和第二标准区间灰数的概念 ,分析了第一和第二标准区间灰数之间的关系 ,进一步设计了普通区间灰数与标准区间灰数之间的转换规则 ,提供了标准区间灰数之间的比较与运算法则 ,较好地解决了区间灰数之间的大小比较与运算问题。最后 ,将这一研究成果应用于基于区间数的GM (1,1)模型预测问题 ,取得了良好的效果。

基于速度偏差补偿的车载跟瞄系统自抗扰研究

由于车载光电跟瞄系统的跟踪精度易受非线性摩擦、质量不平衡力矩和载体振动等影响。提出了一种基于速度偏差补偿的自抗扰控制策略(Active Disturbance Rejection Control,ADRC),将系统速度输入与输出存在的偏差视作标准ADRC系统的控制残差,重新引入到线性扩张状态观测器(Linear Extended State Observer,LESO)中进行进一步补偿,给出了基于速度偏差补偿的ADRC的参数整定形式,从扰动抑制角度论述了该方法具备更好的扰动抑制效果,最后进行了光电跟瞄转台阶跃响应和正弦跟踪实验,表明该方法较PID控制器和标准ADRC算法对系统速度特性有明显的改善,速度闭环带宽和扰动抑制能力也得到了极大地提升。

基于纯策略的灰矩阵二人有限零和博弈模型研究

运用灰色系统理论分析和研究了基于纯策略的灰矩阵二人有限零和最保守博弈决策问题。研究了灰博弈损益值矩阵的特性 ,构建了该问题的数学模型 ,提出并证明了该问题的局中人各单方面和整体的灰矩阵二人有限零和最保守博弈决策有解的充分必要条件 ,提出了该问题解的灰鞍点概念。在此基础上 ,用该灰矩阵博弈理论来解决某单位冬季取暖用煤的采购决策问题 。