基于IP网络的视频会议可靠性评估方法

随着时代的发展,视频会议已经成为了日常办公的重要工具,视频会议为异地用户提供了一种不受空间制约的沟通手段,其能够提高工作效率,降低办公成本,因而在政府、医疗和军事的领域中也开始广泛运用。但是随着网络、高清技术的普及,视频会议的可靠性也面临严峻的挑战,因此需要建立一套系统运行的评估方法,从而定位系统运行可靠性的薄弱环节,并提出相应的改进方法。

联合频域相关分析和改进粒子滤波的滚动轴承寿命预测方法

为了解决滚动轴承退化状态识别难、剩余使用寿命(Remaining Useful Life,RUL)预测误差大这两个关键问题,提出一种联合频域特征相关分析及改进粒子滤波的寿命预测方法。基于滚动轴承在退化过程中频域特征存在短期相似性和长期差异性这一特点,对不同时间序列傅里叶变换后的幅值谱进行相关分析,构建平均相关系数(Average Correlation Coefficient,ACC)曲线。当ACC达到设定阈值时,利用初始故障时间(Degradation Initial Timepoint,DIT)将轴承状态划分为正常和损伤两阶段。利用损伤阶段的归一均方根值作为观测样本输入,构建考虑了全局指数式退化趋势与局部波动双重因素的粒子滤波(Dual Factor Particle Filter,DFPF)模型,实现粒子分布校正并完成RUL预测。试验结果表明,所提方法相比传统的均方根值法和峭度法能够更准确地识别轴承初始故障时间。在寿命预测精度方面,相比传统粒子滤波(Particle Filter,PF)算法,所提方法减小了异常观测值对预测趋势的影响,具有更高的RUL预测精度。

模型无关元迁移学习用于空间滚动轴承寿命阶段识别

针对变工况下空间滚动轴承寿命阶段识别时因样本分布差异较大、可训练用寿命阶段样本较少以及不同寿命阶段样本数量不均等所造成的寿命阶段识别准确率较低的问题,提出模型无关元迁移学习(Model-Agnostic Meta-TransferLearning,MAMTL)用于空间滚动轴承寿命阶段识别。在MAMTL中,将模型无关元学习和迁移学习相结合以实现多任务同步平行训练从而代替传统的迭代训练,多个任务损失函数利用不同工况下无类标签样本和历史工况下少量有类标签样本共同更新MAMTL网络参数,以寻求网络参数的全局最优解,这使MAMTL具有更好的泛化能力,因此MAMTL在较少历史工况有类标签训练样本情况下比传统迁移学习具有更好的域适配性;在MAMTL中构建新型原型网络以将历史工况每一类别的样本表示为一个原型,通过计算当前工况待测样本与原型的相似度完成当前工况待测样本分类,且该分类过程无需参数学习,因此可防止样本不均等情况下对于不同类别样本识别精度差距较大和在少量有类标签训练样本情况下网络出现过拟合的问题,从而更好提高分类精度。MAMTL的以上优势使得它可利用空间滚动轴承历史工况下的少量、非均等已知寿命阶段的训练样本对当前工况待测样本进行较高精度的寿命阶段识别。空间滚动轴承寿命阶段识别实例验证了该方法的有效性。

通信卫星系统潜在故障识别与应对方法

针对新一代高集成度、高复杂度通信卫星系统应用背景,以通信卫星平台长寿命、高可靠设计需求为牵引,提出一种基于系统理论事故模型与过程(STAMP)的系统级潜在故障识别与分析方法,在总体设计早期即提出对卫星平台各分系统的可靠性设计需求。以某地球同步轨道(GEO)通信卫星为例介绍该方法,通过构建系统控制逻辑架构自上至下地分析潜在的不安全控制过程,通过检查控制与反馈回路的各环节确定故障发生场景,提出对控制过程的约束条件以消除或降低故障发生的可能,最终形成有针对性的分系统可靠性设计需求。

齿轮系统随机振动及其传动误差的可靠性及灵敏度分析

基于齿轮动力学模型建立了齿轮传动系统耦合振动的可靠性模型,解决了齿轮耦合振动的可靠性分析和可靠性灵敏度分析的问题.将齿轮系统的非线性动力响应与可靠性技术相结合,利用四阶矩技术、Edgeworth级数方法对齿轮振动的振幅响应和系统传递误差进行了可靠性分析,并基于失效模式相互独立分析了系统的可靠度.在可靠度分析基础上求解了可靠度对随机参数均值与方差的灵敏度.所述方法可有效地解决齿轮系统的振动可靠性问题,并可指导其结构的优化设计,以减少因振动引起的齿轮系统传动的不稳定性问题.

引信微机电安全系统的可靠性分析与改进

在引信微机电(MEMS)安全系统结构设计与仿真分析的基础上,对其开展了量化的工作可靠性水平评估,并进行设计方案的改进和试验验证。针对小口径弹药引信的工作环境特点,给出MEMS安全系统的设计方案和关键结构的设计要求,并利用有限元仿真分析初步确定设计方案的可行性。同时,为在结构仿真分析的基础上开展定量的可靠性分析,提出基于有限元法的结构可靠性仿真方法及其实现流程,并以ANSYS软件为例提出CAE程序的集成方法和实现步骤,解决可靠性分析程序对有限元软件工具的自动调用问题。综合考虑载荷、结构尺寸和材料参数等因素的随机性,分析关键结构的可靠性水平和主要的影响因素,并据此给出了增加电推冲器装药量、控制关键尺寸的变异系数和取消闭锁机构等改进建议。加工MEMS安全系统的实物样机,并通过试验验证了该设计方案的可行性。

水面舰艇对海作战可靠性的新型评价方法

针对水面舰艇对海作战网络的特点,基于复杂网络"反社区"性质,将对海作战网络描述成"反社区"有向赋权图。结合传统可靠性分析方法,提出了一种新的可靠性评价指标,进一步扩展了传统可靠性指标的4个特性,并通过实例仿真,证明了该指标的有效性。该方法将传统可靠性理论与复杂网络理论有效地结合起来,将进一步扩大复杂网络的适用范围。

基于成本约束的石油化工系统风险分析方法研究

大型石油化工系统工艺过程复杂、操作条件苛刻,容易发生故障并引起停机和安全事故。FMECA为国内外常用的风险分析方法之一,在研究FMECA的优点和不足之处,采用系统故障的平均经济后果,考虑系统的维修效果和成本,提出了一种新的FMECA-Cost风险分析方法,并应用于连续重整催化反应系统风险分析。结果表明,FMECA-Cost方法比传统的FMECA方法更为有效,更接近工程实际。

基于区间非概率理论的强度退化结构可靠性研究

针对概率结构可靠性理论过于依赖结构参数变量的统计信息数据,及结构安全余量方程对概率结构参数变量过于敏感的问题,提出了用非概率理论分析强度退化结构可靠性的方法,并建立了相应的数学模型。该方法的创新性在于将非概率理论的最新研究成果与强度退化结构可靠性理论相结合,在结构参数变量分布函数未知的情况下仍能客观合理地分析在静载荷和疲劳载荷共同作用下的强度退化结构可靠性。通过算例表明,与传统方法相比本文方法更符合工程实际情况,为在静载荷和疲劳载荷共同作用下的结构可靠性分析提供了一个合理的方法。

50000m^3油罐壁厚设计比较与分析

油罐的壁厚设计关系到油罐的经济性和可靠性，如何把握两者的辩证关系对油罐的设计与建设具有十分重要的意义。传统上大型油罐壁厚设计采用的是变点法；以可靠度理论为基础，以可靠性分析模型为核心，提出利用可靠度法求解大型油罐壁厚的新方法。以50000m3油罐为例，编程分析并计算以2种方法设计的壁厚。变点法设计的底圈罐壁厚度与圈数无关；以中心点可靠度法求解壁厚，可靠性指标一定时，底圈罐壁厚度同样与圈数无关。探讨可靠度法求解壁厚的可行性，验证变点法设计壁厚的可靠性。

定期检修系统的可靠性建模与仿真

定期检修情况下冗余系统的可靠性建模是目前可靠性工程领域的难点之一。针对定期检修系统现有可靠性评价方法的不足,推导了考虑故障检测率、故障隔离率、修复率等参数的定期检修冗余系统的可靠度计算公式,并设计了一种基于仿真的方法,解决了定期检修冗余系统的可靠性评价工程问题。验证了仿真方法的正确性。最后应用MATLAB开发了定期检修冗余系统的可靠性仿真工具,并给出了一个实例。

基于梯度搜索法的非线性结构可靠性分析方法

很多工程结构具有非线性特征强且功能函数为隐式的特点,以往方法难以精确、高效地分析其可靠性,为此提出一种基于梯度搜索法的强非线性结构可靠性灵敏度分析方法。根据工程结构的隐式功能函数,利用差分法计算初始抽样点附近的梯度信息;基于验算点梯度搜索法,获得与抽样点对应的距极限状态曲面距离最小的极限状态点,过该点依据Taylor展开法将极限状态曲面线性展开;在线性化的极限状态面上继续确定抽样点,并采用高次梯度搜索法继续寻找极限状态曲面上的对应点;经若干次迭代搜索,获得一组极限状态曲面附近的训练样本,在此基础上采用多项式函数、响应面函数等拟合极限状态方程,计算可靠度及可靠性灵敏度。研究结果表明,与重要抽样法、二次响应面法和经典验算点法比较,新方法具有计算精度高、抽样次数少的优点,适用于强非线性隐式结构的可靠性分析问题。

戴明循环在结构实验教学质量管理中的应用

结合教学实践,综合分析了土木工程专业结构实验教学改革亟待解决的问题,并将现代化质量管理方法——戴明循环法应用于结构实验教学改革中。通过提炼结构实验教学质量的主要影响因素,加强在计划、实施、检查和处理等各环节的过程管理,总结了应用戴明循环理论在结构实验教学改革工作中的具体应用及取得的成效。随着循环往复次数的增加,不断提升了结构实验教学水平,充分发挥了结构实验教学改革在创新型人才培养中的作用,使整个实验教学质量管理形成良性循环,全面推进了土木工程专业结构实验教学改革。

基于二参数寻优设计点的混合结构可靠性分析算法

针对机械结构中既含随机变量又含区间变量的混合可靠性问题,提出一种基于二参数的混合可靠性分析算法。区间变量使可靠性分析问题变为双层优化问题,为降低双层优化模型对计算效率的影响,将其解耦为概率分析和区间分析高效循环序列迭代模型;在概率分析时,引入两个调整参数,分别控制搜索步长和搜索方向,以实现寻优设计点、保证收敛的稳定性及搜索效率;在区间分析时,将区间分析问题转化为方便求解的二次规划问题,并结合梯度投影法搜索区间最优点;通过两个案例分析,对所提算法的计算精度和效率进行验证。结果表明:该算法与蒙特卡洛抽样法相比,计算的最大失效概率相对误差均在5%以内,且函数调用次数在1 000次以内即可达到收敛;当功能函数非线性程度较高时,该算法同样具有较高的计算精度、效率及收敛稳定性。

谐波减速器的传动效率确信可靠性建模与分析

基于可靠性科学原理,在确信可靠性理论框架下,提出了谐波齿轮传动效率确信可靠性建模与分析方法。考虑谐波齿轮传动过程中的功率损耗以及影响传动效率的多种外在因素,通过计算传动效率与其阈值之间的距离,构建传动效率裕量模型。开展多源不确定性分析与量化,构建传动效率确信可靠性模型。针对传动效率模型中的未知参数,给出了基于实测数据的极大似然估计方法。通过一个XB40-100谐波减速器的案例验证了所提方法的实用性与可行性。结果表明,所提方法可以有效地将试验数据与理论模型结合,进而准确计算谐波减速器在给定负载、转速和温度条件下的传动效率。通过确信可靠性分析,发现适当提高负载扭矩、降低转速或者提高环境温度有助于提高传动效率裕量及其可靠性。

基于复合函数的复杂机械系统分层响应面建模与可靠性分析

针对复杂机械系统可靠性问题,提出一种基于复合函数的分层响应面法(HRSM)。根据系统结构组成的层次和物理关系,建立基本变量到各零部件的响应函数,作为中间层节点;针对基本变量及中间层响应综合作用的系统性能,拟合其极限状态的响应面模型,作为顶层节点;采用一次2阶矩法及蒙特卡洛仿真法求解系统失效概率。以某双轴驱动机构为例,从误差逐级传递的角度,成功应用HRSM对其运动精度可靠性问题进行了建模分析。经对比可知,该方法输出的最大失效概率与蒙特卡洛仿真抽样结果基本一致,且不随样本点系数波动,充分验证了HRSM的稳健性和有效性。

利用网络教学平台提高结构力学教学效果研究

网络教学平台在高等院校已得到普遍应用,利用网络教学平台进行教学也受到教师的高度重视。在结构力学课程教学过程中,教师更好地利用网络教学平台提升结构力学教学效果,提高学生学习积极性,增进师生相互交流,扩展学生知识面,充分利用网络教学平台改变学生的学习方式,改变结构力学难教、难学的现象。

复杂不确定系统可靠性分析的贝叶斯网络方法

针对结构复杂、实验样本有限、可靠性数据不足等因素导致的复杂多态系统可靠性分析不确定性问题,将模糊数学和灰色系统理论引入贝叶斯网络模型中,提出一种基于不确定隶属度函数和区间特征量的复杂不确定系统可靠性分析方法。用含变量的隶属度函数来表征组件故障状态,有效地避免了人为主观因素对隶属度函数选择的影响,解决了组件和系统的故障状态难以准确界定的问题;用区间灰数描述条件概率表中的确定值,表达组件和系统间不确定的故障逻辑关系;构建出系统可靠性特征量的参数规划模型,以区间的形式表示系统可靠性特征量。将所提方法应用到卫星推进系统的可靠性分析中,研究结果表明,该方法能够有效分析模糊不确定条件下的系统可靠性和组件重要度,且计算量可控,是一种有效的复杂不确定系统可靠性分析方法。

基于AFD的产品失效分析方法研究

失效分析是产品质量和可靠性保证中的重要技术。文章介绍了传统失效分析方法的类型和特征 ,引入了一种新的失效分析方法 ,即预期失效分析 (AFD)。在分析对比传统失效分析方法 (FMEA)与AFD的基础上 ,提出了一种基于AFD的产品失效分析方法 ,给出了这种方法的工作流程。最后 ,用一个典型的例子对这种方法进行了说明。

考虑刚柔耦合的机构运动可靠性研究

基于以往运动机构的研究通常采用刚体建模,不考虑重要结构部件柔性影响的缺点,提出了一种考虑机构中重要零部件柔性影响的刚柔耦合动力学建模方法,并将其应用于机构运动可靠性分析中;针对一算例机构,分别采用刚体和刚柔耦合建模方法进行了机构可靠性仿真计算,分析了两种模型对机构可靠性的影响。研究表明:刚柔耦合机构运动可靠性分析方法可行,使用刚柔耦合建模结果更加适用于复杂精密机构,且更接近工程实际。