求解一类隐式互补问题的加速模系矩阵分裂迭代法

构造了求解一类隐式互补问题的加速模系矩阵分裂迭代法。理论分析建立了新方法在系数矩阵为H+-矩阵时的收敛性质。数值实验结果表明新方法是行之有效的,并且加速模系矩阵分裂迭代法在迭代步数和时间上均优于传统的模系矩阵分裂迭代法。

1.3 GHz超导加速模组振动响应有限元分析及测试

利用SOLID EDGE软件对上海硬X射线自由电子激光装置项目中1.3 GHz超导加速模组进行模型简化,并通过ANSYS Workbench对简化后的模型进行模态及随机响应分析,得到了模组在不同螺杆伸出长度悬吊状态下的振型、模组腔结构在1~100 Hz频段内横向均方根位移以及模组腔相对于吊顶的振动放大系数。仿真结果表明:悬吊结构螺杆伸长8 cm对振动基本无影响,与实验大厅内的振动实测结果一致,验证了有限元模型简化及仿真的准确性,可为支撑方式的选择和优化提供参考。结合模组腔的放大系数,对模组未来的运行环境进行振动监测,结果显示:模组腔横向振动满足1~100 Hz频段内均方根小于300 nm的稳定性要求。

导弹整机贮存寿命加速试验建模与评估技术

针对多失效模式、多失效机理、小子样导弹整机产品贮存寿命加速试验与评估面临的难题,提出整机贮存寿命加速试验建模方法,通过建立基于竞争失效的整机贮存寿命模型,综合考虑零部组件产品的贮存寿命信息,开展整机加速因子综合计算;提出基于试验长度因子的小子样整机贮存可靠度评估方法,通过加长试验时间达到利用小子样验证高贮存可靠度的目的。最后给出典型伺服机构加速试验案例分析,证明方法的有效性。该方法可为开展小子样整机产品贮存寿命加速试验与寿命评估提供一种新的技术途径。

非线性和随机效应的加速退化过程建模方法

针对加速退化试验场合下具有非线性、随机效应的退化数据,文章采用线性Wiener过程,研究了一种加速退化过程建模方法。采用时间尺度模型,对非线性退化数据进行线性变换;将Wiener过程的漂移系数随机化处理,研究了考虑随机效应的退化过程建模;根据所收集的步进加速退化数据,采用两步极大似然估计法确定未知参数。实例分析结果验证了该文所提方法的合理性。

基于Wiener过程的步进应力加速退化建模

在现有的步进应力加速退化试验中,应力水平的改变时间通常被事先确定,这对高可靠性产品存在一定的不合理性。用Wiener过程描述产品性能退化轨道,在试验中当产品性能退化到某一阈值时,改变其应力水平,从而产品的应力水平改变时间是服从逆高斯分布的随机变量。基于该情形建立产品的步进应力加速退化模型。考虑到模型的计算复杂性,采用贝叶斯马尔科夫链蒙特卡罗方法获取模型参数的极大似然估计,最后通过仿真试验验证文中的模型和方法。

基于比例加速退化建模的单台机载设备剩余寿命自适应预测

针对现有机载设备剩余寿命(remaining useful lifetime,RUL)预测方法在新研单一样本条件下,无法应用于加速退化试验场景的问题,本文基于比例关系模型提出了一种加速退化场景下适用于单个试验样本的自适应RUL预测方法。首先,依据加速退化环境下Wiener过程存在的漂移/扩散系数比例关系,构建考虑设备个体差异与测量误差的非线性随机退化模型;其次,针对加速退化试验存在单一受试样本的情况,提出了基于期望最大和卡尔曼滤波联合算法的参数自适应估计方法;然后,基于卡尔曼滤波原理在线更新目标设备的退化状态,并推导出设备剩余寿命的概率密度函数;最后,通过对单台行波管加速退化实测数据进行分析,验证了方法的正确性和优势。

机载燃油泵电应力加速退化建模与试验设计

针对传统加速退化模型建立过程中,未考虑应力变化造成失效阈值变化的问题,提出了通过试验建模确立失效阈值的方法.在分析某型机载燃油泵工作机理和物理模型的基础上,设计了从101~130 V的步进电压条件下机载燃油泵压力与流量测量试验,并基于样本分位数构建了机载燃油泵电应力下压力与流量的数学模型;又选取100、105、110、115、120、125 V为工作电压进行了加速退化试验,拟合出不同电应力下机载燃油泵的退化轨迹.最终依据其数学模型估计了机载燃油泵在100、105、110、115、120、125 V工作电压下的失效寿命分别为53 848、43 599、39 269、37 140、26 643、20 522 h,依据逆幂律模型L(U)=A×Un,通过参数拟合建立了机载燃油泵电应力加速退化模型L(U)=1. 329 9×10^12×U^-3. 694 9。

基于Wiener过程的弹用电连接器温湿应力加速建模

为利用加速退化试验数据,开展可靠性评估。基于某弹用电连接器性能退化符合Wiener过程特点进行分析,在给出电连接器性能退化模型和寿命分布函数的基础上,建立了基于Wiener过程的弹用电连接器温湿应力加速模型,并利用MATLAB软件给出了两步极大似然估计模型参数估计方法。为降低加速模型的复杂度,基于加速因子不变原则对加速模型的参数进行了简化。为了对模型进行检验,利用相关实例的加速试验数据,完成了参数估计并绘制了与实例进行比较的可靠度和概率密度曲线。通过对比分析,验证了所建模型的合理性,由于参数估计时考虑了Wiener过程扩散系数及时间函数的非线性因素,计算得出的电连接器平均寿命值更为安全可靠。

应用于光源的射频超导加速技术

射频超导加速器采用在液氦温度下工作的超导加速腔,可运行在长宏脉冲或连续波模式,同时具有较大的束流孔径,可有效减小束腔相互作用。经过半个多世纪的发展,射频超导技术已经日趋成熟,广泛应用于各种光源,并将发挥越来越重要的作用。简要介绍射频超导基本原理、应用于光源的椭球型电子超导加速腔的研制工艺、超导加速模组构成和应用于不同类型光源的超导加速腔的主要特点。

非线性步进加速退化数据的可靠性评估方法

针对步进应力加速退化试验(SSADT)场合下的非线性退化数据,考虑个体之间的性能退化差异,提出了基于Wiener过程的退化数据可靠性评估方法。首先,分析了步进应力加速退化试验过程及其性能退化数据模型。然后,运用非线性Wiener过程描述产品的非线性退化过程,采用时间尺度变换模型进行线性变换;将Wiener过程的漂移系数随机化处理,提出考虑了个体差异的非线性退化数据建模;根据所收集的步进应力加速退化数据,采用两步极大似然估计法确定模型中的未知参数。最后,结合某激光器的实例对比分析表明,所建模型的拟合性较好,评估结果真实准确。

光流模值估计的微表情捕捉

采用力的加速度参量展开描述人脸表情的变化过程,直接反映变化速度,从而有效捕捉表情序列中由不完全肌肉运动所引起的微表情关键帧.利用Horn-Schunck(H-S)光流法对连续运动的人脸图像序列提取运动目标的运动特征;通过光学应变张量算法,结合运动特征中的光流速度估计,推导出加速度参量;利用全局阈值算法对加速度模值和速度与张量模值作分类、比较,实现微表情图像序列关键帧的提取.采用Oulu大学SMIC微表情数据库中16个实验对象的88个微表情片段作为实验样本,平均正确识别率可达80.7%,比仅利用光学张量算法的正确识别率高12.5%.实验结果表明,所提出的加速度参量对微表情提取更具有效性.

基于Wiener过程的非线性加速退化可靠性评估方法

针对恒定应力加速退化试验场合下的非线性退化数据,考虑个体之间的退化差异,提出了基于Wiener过程的非线性加速退化可靠性评估方法。采用Wiener过程描述产品的退化过程;运用时间尺度模型对非线性数据进行线性变换;将Wiener过程的漂移系数随机化处理,提出考虑个体差异的可靠性模型和加速退化模型;采用两步极大似然估计法确定模型中的未知参数,结合算例分析验证了方法的正确性和优越性。

Wiener过程的金属化膜脉冲电容器步降应力退化建模

由于强激光装置中金属化膜脉冲电容器高可靠长寿命的特点,导致退化试验的时间长效率低,传统的退化试验统计分析方法复杂,对先验信息依赖性大,针对这些问题提出了基于Wiener过程的金属化膜脉冲电容器步降应力加速退化建模和参数估计的方法。首先,用Wiener过程刻画电容器的退化过程,然后结合随机过程的特性采用MCMC方法进行参数估计,大大简化了统计分析过程。最后通过对电容器的仿真实验,将步降应力下的评估结果与恒定应力、步进应力的情况相对比,说明了步降应力对改善退化试验的试验效率的有效性。

加速应力下随机退化设备剩余寿命预测方法

针对步进加速退化试验中具有性能退化趋势的随机退化设备,采用非线性Wiener过程,建立与设备退化特征相符的步进加速退化模型;采用极大似然估计(MLE)法,求解出先验参数估计值;利用目标设备当前监测数据,基于贝叶斯方法更新随机系数后验分布;利用全概率公式,推导考虑随机系数估计不确定性的设备剩余寿命分布;通过算例分析验证了所提方法的正确性和优势。

北斗导航终端设备可靠性加速试验与快速评价技术研究

针对北斗导航终端设备开展传统可靠性试验时间长、成本高,难以实现在短期内完成高可靠性指标考核的现状,借鉴加速试验建模技术和相关标准的加速模型参数,进行北斗导航整机可靠性加速建模,设计加速试验剖面和方案,预先评估出北斗导航终端设备的加速因子,通过一组样品即可完成北斗导航的加速试验,实现对北斗导航终端设备高可靠性指标的快速评估。

低温环境对超导腔位移振动特性影响的实验研究

利用高精度磁电式速度传感器可以测量超导腔在低温环境下的振动。定量描述低温环境对超导腔位移振动特性的影响,是实现超导直线加速器亚微米级束流稳定性要求并抑制机械振动导致腔频偏移的基础,这对模组机械和低温系统设计具有重要意义。上海光源机械团队以目前承建的“硬X射线自由电子激光装置(Shanghai HIgh repetitioN rate XFEL and Extreme light facility,SHINE)”1.3 GHz超导加速模组为研究对象,在超导腔常温振动测试基础上,采用频谱分析方法研究了超导腔在300.0 K、125.0 K、2.0 K三种温度下的位移功率谱密度、位移均方根和频响函数。测试结果表明:在上海光源地面本底振动下,2.0 K低温环境引起的超导腔垂向振动影响为本底的9.4%,横向振动影响为本底的4.5%。低温环境下新增振源为冷质流动,流体工质的状态对超导腔垂向和横向振动具有不同的影响。研究成果可用于指导模组测试以及结构设计优化。

LED照明用驱动电源性能可靠性评估

针对LED(light emitting diode)驱动电源输出特性波动,以及退化过程的随机性问题,提出一种基于Wiener过程的性能可靠性评估方法。该方法以温度为加速应力,通过在40℃、60℃和80℃3个不同温度应力条件下进行加速退化试验,来测得输出电流随时间的退化量。之后,根据退化数据,建立基于Wiener过程的加速退化模型,并采用极大似然估计方法对模型参数进行估计。最后,根据输出电流退化失效首达时间,推导了失效分布函数和可靠度函数,实现了对LED驱动电源在不同温度下可靠性的评估。结果表明,该方法简单实用,可以满足快速可靠性评估的工程需求。

MONTE CARLO SIMULATION OF RADIATION FIELD OPTIMIZATION FOR MEDICAL LINAC

A method for designing an X-ray flatness filter for medical electron linac is developed. It is used in the optimization process in the electron beam radiation system. Monte Carlo simulation method is used and two examples of real radiation system optimization processes for China-made medical electron linac are provided： 15 MV X- ray system of BJ-20 linac, and 12 MeV electron system of BJ-14. Results are verified by using the traditional method.