贝叶斯网络推理算法综述

贝叶斯网络是一种有效的不确定性知识表达和推理工具,概率推理是其重要研究内容之一。经过二十年的发展,贝叶斯网络已经有一些比较有效的精确和近似推理算法。对迄今为止的贝叶斯网络推理算法研究进行综述,从复杂度、适用性、精度等方面对它们进行比较分析,指出每种算法的关键环节,为实际应用中算法选择和研究提供参考。

基于贝叶斯网络的动量轮可靠性建模与评估

卫星动量轮具有小子样、长寿命特点,无法进行大样本寿命试验评估可靠性水平,但是可以获得大量的专家经验、地面调试数据等验前信息,因而提出了一种基于贝叶斯网络的动量轮可靠性建模与评估方法。首先,采用贝叶斯网络学习算法,融合各种验前信息,建立动量轮可靠性模型;在此基础上,利用贝叶斯网络推理方法,评估动量轮可靠性,分析动量轮故障;最后通过实例分析表明方法的有效性。

基于控制理论和N-S方程的二维叶栅气动优化算法

基于控制理论的气动优化方法的计算量与设计变量无关,可快速精确地完成控制变量的灵敏度分析。本文以出口熵增最小为目标函数,详细推导了二维N-S方程伴随系统的偏微分方程组及其相应的边界条件和敏感性导数的表达式。以拟牛顿算法为优化求解器,利用CFD方法求解流动变量,采用时间推进方法求解伴随方程,建立了基于黏性伴随方法和N-S方程的二维叶栅气动优化设计算法。

基于临界状态和关键部件的安全风险监控

为解决安全风险状态演化过程的监控问题,提出一种基于临界状态和关键部件的系统安全风险监控方法.分析了系统功能结构及运行过程中所面临的危险,通过事故机理分析识别出系统的安全风险状态,并给出安全风险临界状态和关键部件的识别与获取算法,在此基础上,提出系统安全风险状态演化过程的监控方法.最后,以某化工反应系统安全风险监控问题为例进行分析,证明了本文理论与方法的有效性.

金属化膜电容器Gamma过程性能退化建模的自助法

针对安全关键系统中长寿命高可靠性产品失效数据稀缺的问题,研究了一种部件寿命预测的自助法。首先建立了基于Gamma过程的性能退化模型。而后,考虑到各个体间的制造及运行环境等随机差异,应用自助法对个体退化数据再抽样求得了个体形状参数α和尺度参数β;在此基础上,对个体α、β再自助抽样求得总体形状参数和尺度参数;之后,运用Gamma过程寿命预测方法得到了总体任务可靠度寿命的频率分布图。最后,以金属化膜电容器为例进行了应用分析。结果表明,该方法有益于全面掌握产品的寿命特征,提高系统可靠性安全性。

基于可信度的动量轮Bayes可靠性评估

动量轮具有小子样、高可靠性、长寿命等特点,其寿命和可靠性评估通常采用Bayes小子样评估方法。而在Bayes评估中往往忽略了多源验前信息之间的差异,这可能会导致评估结果与工程实际不相符。如何合理的对验前信息的差异进行定量分析是航天科技人员在可靠性评估中的一个难题。针对这一问题,从验前信息熵的角度出发提出了一种新的可信度概念,利用不同验前信息的可信度来定量刻画信息间的差异。实例分析表明,这种新的可信度概念能有效的刻画验前信息的差异程度,基于可信度的可靠性评估精度更高、更符合工程实际。

概率安全评估方法综述

概率安全评估是系统安全性工程的一项重要内容,是合理决策和改进设计的基础.本文对现有文献中的概率安全评估方法进行了总结、分类,对各种方法的建模框架进行了阐述,并指出了其存在的缺陷.最后指明了需要进一步研究的方向.

系统安全风险描述研究

从安全风险研究角度系统描述部件状态、部件状态向量、系统状态、风险和风险矩阵、风险分类、系统状态风险、风险状态集、风险状态概率、风险转移概率、临界状态、关键部件和风险重要度,对系统安全风险有了更加全面深刻而准确的呈现,得到基于部件状态向量的系统安全风险描述,给出系统处于低中高风险的概率、风险转移临界集和安全风险重要度的计算方法。

基于动态事件树的安全风险分析方法

针对系统安全分析过程中,传统静态方法的局限性和现有动态方法的侧重点不同,对动态事件树分析方法进行了研究,给出了其基本理论概念,描述了基本建模过程。以某冷却缓冲装置的安全控制为例,实现了动态事件树的建模方法,通过仿真得到了该装置随时间演化过程中的动态行为及其事故演化的路径、时间和概率等信息。分析结果验证了动态事件树分析方法在动态概率安全分析中的有效性和适用性。

基于多模型的能源组件维修性建模与仿真研究

某激光装置能源组件是其关键组件,该组件具有随机劣化失效特点,其部件失效类型多,维修类型和维修策略也比较复杂,现有的基于单一模型和解析方法的系统维修性建模与分析方法难以解决其维修性设计与分析问题。本文采用多模型集成的维修性建模与仿真方法,解决能源组件维修性建模与分析问题。其中,采用故障树模型描述能源组件系统级可靠性,采用SPNAT模型描述各部件的失效过程和维修决策,并基于"Join/Replicate"操作进行模型集成,通过报酬结构定义组件的维修性指标。仿真结果表明,基于多模型集成的维修性建模与仿真方法,是解决能源组件这样的复杂产品维修方案设计与分析的有效途径。

基于半马氏决策过程的电容器维修策略优化

针对电容器随机劣化失效的特点,采用半马氏决策过程解决其预防性维修方案设计和维修策略优化问题。在电容器随机劣化的Gaussian-Poisson模型基础上,以检测周期为优化变量,同时考虑预防性维修次数阈值的影响,建立电容器长期运行费用率优化模型。分析表明,对该型号电容器来说,预防性维修相比于事后修理更加有利于节省部件长期运行的费用率。

多模式匹配算法的FPGA实现

针对目前模式匹配算法多采用软件实现,而软件实现效率低下的弊端,提出了一种基于硬件实现模式匹配算法的设计方案。综合Aho-Corasick(AC)算法原理和FPGA硬件特点,在FPGA上实现AC算法;然后利用Quartus Ⅱ对设计进行了验证和性能分析。实验结果表明,基于硬件实现的Aho-Corasick(AC)算法的效率得到显著提升,有效解决了数据快速增长带来的处理速度缓慢的缺点。

超音速透平叶栅造型设计及分析

采用非均匀有理B样条(NURBS)技术和特征线成型技术,对超音速透平叶栅型线设计方法进行了研究,利用C++语言和MFC编程技术开发了设计软件;利用所开发软件进行了某参数下的超音速叶栅设计,并结合计算流体动力学(CFD)技术,进行了超音速叶栅的变工况性能分析。研究结果表明:开发的软件能够有效地应用于超音速透平叶栅的型线设计,对汽轮机低压末级叶片的型线设计开发具有一定的工程应用价值。

注重兴趣引导构建愉悦课堂

音乐是实施素质教育的重要组成部分;是陶冶情操,促进学生综合素质不断提升的有效手段。对于小学阶段的学生而言,音乐是满足学生对真善美需求,提升学生艺术涵养,促进学生综合素质不断提升的有效手段。因此,在小学音乐的教学中,音乐教师应当紧密结合新课程改革的思想,不断激发学生的音乐学习兴趣,让学生积极地学习音乐,为促进小学音乐教学效率的提升奠定基础。

动量轮维纳过程退化建模与寿命预测

针对动量轮寿命预测无失效数据问题,利用有漂移的维纳过程对其轴承温度建立性能退化模型,同时,考虑由于加工工艺、制造误差等因素所造成的不确定性,利用随机变量来描述其漂移参数和扩散参数,并结合自助法获取纠偏估计.根据所建模型仿真了轴承温度维纳过程的样本路径,最后,对动量轮进行随机失效阈值情形的寿命预测和剩余寿命预测.该模型为动量轮退化建模与寿命预测提供了一种方法,理论与方法可推广用于类似的高可靠、长寿命产品的退化建模和寿命预测.

动量轮在轨状态可靠性贝叶斯网络建模与评估

卫星动量轮在轨运行环境复杂,并且无失效数据,难以利用传统方法进行可靠性建模与评估。为此,提出一种利用贝叶斯网络融合动量轮各种试验信息及轴温和电流等遥测数据的可靠性建模与评估方法。基于失效分析建立贝叶斯网络拓扑结构,根据试验数据估计网络参数,而后,通过贝叶斯网络的推理得到动量轮可靠度的点估计和区间估计,并利用在轨遥测数据实时评估动量轮可靠性,获得动量轮可靠性变化趋势比较明显的遥测数据取值区间。该方法对动量轮实时状态监控具有一定的理论和实践意义。

贝叶斯网络在动量轮地面试验可靠性分析中的应用

为了有效综合动量轮地面试验过程中积累的大量复杂试验信息,对动量轮进行可靠性定量分析.提出了利用贝叶斯网络模型,融合大量测试和调试数据、专家知识等多种信息,建立动量轮可靠性模型的方法;采用贝叶斯网络推理技术,对动量轮进行可靠性评估、故障诊断和灵敏度分析,有效解决了动量轮地面试验可靠性分析与评估等难题,为动量轮可靠性试验提供了理论指导.

复杂约束环境下基于控制理论的透平叶栅气动优化

本文应用控制理论,基于网格节点位置坐标直接变分法建立了N-S方程的伴随系统.以叶栅通道内熵增最小为目标函数,并以流量为约束条件,详细推导了具有约束条件的二维N-S方程伴随系统的偏微分方程组及其相应的边界条件和敏感性导数的表达式。建立了基于黏性连续伴随方程和N-S方程的二维叶栅气动优化设计系统,并成功地应用于某一跨音速叶栅的优化设计。对计算结果的分析表明,该方法能够适用于透平叶栅气动优化设计。

航天长寿命产品可靠性建模与评估的Bayes信息融合方法

针对航天长寿命产品在研制、生产、试验和使用过程中,存在大量的性能退化数据和少量寿命数据的特点,给出了融合性能退化数据和寿命数据获取其寿命分布的一种Bayes方法,以及利用其性能退化参数来进行可靠性评估的方法.首先,根据Fisher信息量确定维纳过程漂移参数和扩散参数的无信息验前分布;然后,利用性能退化数据结合其性能退化的独立高斯增量特点,获取参数的第一次验后分布,利用寿命数据结合其寿命的逆高斯分布获取参数的第二次验后分布;最后,利用漂移参数和扩散参数的验后分布,对产品进行了可靠性评估.本文模型充分利用了性能数据和寿命数据,在很大程度上提高了评估的精度.

维纳过程寿命预测的一种自助法

针对传统的维纳过程寿命预测方法未能有效考虑产品总体和个体之间的差异问题.提出了解决该问题的一种自助法.首先,利用正态分布来描述产品总体维纳过程退化模型的漂移参数和扩散参数:然后,对个体的性能退化参数进行自助估计并得到多组自助样本;最后,根据个体退化参数的自助样本对总体退化参数的分布进行估计,获取其多组自助样本并对总体的寿命进行预测.通过对某航天长寿命产品的实例分析验证了该方法的有效性.