结构动力学有限元模型的参数识别误差溯源及正向传递

结合经典的误差精度理论,阐述系统误差和随机误差的主要特点和传递特征,提出一个用于复杂系统的误差分级正向传递模型,并推导模型的主要性质.应用该模型对基于有限元模型的参数识别所产生的误差进行分析.该模型体现参数识别总误差的来源以及子系统误差对总误差正向传递作用和影响.应用分级正向传递模型对某钢桁架边界连接刚度识别误差进行分析,指出误差的来源和特点以及建模误差、测试误差、计算误差对参数识别结果的影响.算例表明,该模型对分析复杂计算模型的误差构成及正向传递具有一定的有效性和可行性,对目标参数总误差的控制和预报具有一定的意义.

1%的错误导致100%的错误的系统机理及消避错方法研究

1%的错误会导致100%的错误,这个命题曾经颇受争议.通过对实例的分析,在消错理论和系统理论的基础上,新建立了重要子系统、关键子系统、关键子系统链等概念.研究了系统错误与子系统、要素之间的关系并寻找其规律.随后对系统错误的消除方法进行了研究.

复杂系统误差传递的主次作用分析与控制

系统观测目标误差渗透着系统误差和随机误差,系统误差和随机误差的分离与溯源理论和应用一直是误差分析的难点和热点.文中基于系统误差和随机误差的互相关系与传递特征,提出了以传递函数为基础的误差传递模型,并基于该模型,将复杂系统划分为若干个子系统,分析了各子系统在观测目标误差中的主次作用(primary and secondary position analysis,PSPA).算例表明,该理论能够分析得出引起观测误差灵敏度较高的子系统,这对于误差溯源、分析和控制误差,提高观测目标的精度具有一定的指导意义.

基于子系统的非线性时变系统辨识方法

针对非线性时变系统提出一种基于子系统的辨识方法,用于时变多自由度(multiple degree-of-freedom,简称MDOF)系统中非线性的定位和估计,并且无需关于系统的先验知识。所提出的新方法提供一个连续时间模型,MDOF系统按照自由度被分解为不同的子系统。设计正交化算法和误差减小率(error reduction ratio,简称ERR),可以确定子系统中质量和自由度之间的线性及非线性连接的所有信息。在辨识过程中,时变参数的时间表达式可以由新方法准确给出。用一个3自由度(degree-of-freedom,简称DOF)集中质量系统和一个机械臂结构的辨识过程为例,对所提出的方法进行验证。由于简单性及高效性,此方法将在实际工程中取得广泛的应用。

基于失效日志的CTCS-3级列控车载子系统需求错误所致的失效致因分析

CTCS-3级列控系统的复杂性使得某些需求错误难以发现,从而导致系统失效,需要结合失效事件的日志记录反向分析出需求的错误。本文采用基于模型检查的方法,首先利用时间自动机建立CTCS-3级列控车载子系统需求的模型,同时利用失效事件中的记录数据建立描述失效事件过程的事件模型,然后对系统模型和事件模型的组合模型使用UPPAAL工具进行模型检查,验证不通过给出的反例描述了失效事件中系统的行为,对此进行分析可以找到系统需求中的错误并据此对系统进行修改。本文以CTCS-3级列控系统中列车异常紧急制动的真实事件为例,分析了因为需求不充分而导致的系统失效致因,并对解决方案进行了验证。

基于发动机干扰力矩分析并联贮箱推进剂剩余量

针对传统方法不支持多并联贮箱的推进剂剩余量计算、新研方法需新增设备致重量和成本较高的问题,依据“发动机干扰力矩-卫星质心-推进剂剩余量”三者间的关系,提出了基于发动机干扰力矩计算并联贮箱推进剂剩余量的方法。给出了计算模型,确定了发动机干扰力矩与每台并联贮箱推进剂剩余量之间的关系,给出了数值计算流程,并开展了若干工况计算,结果表明,当并联贮箱排放流量不相等时,卫星质心会偏移,导致发动机干扰力矩增加。最后开展了误差分析,考虑输入参数的工程实际偏差,得出计算方法综合均方根误差约在1%量级。

错误系统结构的分解变换研究

对于错误系统的结构分解,需要先弄清楚错误系统的结构,再把该错误系统以某种基本结构分解成若干子系统,然后对子系统又以某种基本结构分解成下一层次的若干子系统,如此下去,直到所有子系统都为基本结构子系统为止.在此基础上,研究以串联、并联、扩缩、蕴含、反馈和其它型等六种基本型为基础的分解变换的分解方式,分解类型.同时采用图说明相应变换,采用系统结构与错误函数定量描述变换的逻辑规律,利用结构与功能的关系定量描述系统结构与错误的关系,最后给出了变换体系.