框架结构控制系统修正模型可靠性研究

针对目前采用Montecarlo法或按泊松分布来计算振动主动控制系统可靠性计算量较大的缺点,本文提出了修正模型可靠性概念,并定义一个可靠性评价指标,以期通过修正模型的可靠性来间接反映控制系统的可靠性。本文以框架结构为研究对象,在修正方法上选择了计算量小且修正精度较高的拉直算法,为验证提出的可靠性指标的可行性,对四组设计参数分别进行了修正模型和地震作用下的广义预测控制可靠性分析,从结果对比可知,本文所定义的可靠性指标具有一定的可行性,并且本文方法计算量较小。

AADL模型可靠性分析评估工具

主要针对AADL(architecture analysis and design language)嵌入式系统体系结构进行可靠性建模,实现AADL可靠性模型到广义随机Petri网(general stochastic Petri net,简称GSPN)可靠性计算模型的转换,并基于GSPN可靠性计算模型对嵌入式系统进行可靠性评估.为了支持可靠性分析评估过程的自动化,根据模型转换的形式化方法,设计并实现了AADL可靠性评估工具(AADL reliability assessment model tool,简称ARAM),该工具集成在AADL体系结构设计工具OSATE(the open source AADL tool environment)中,并内置Petri网计算工具PIPE2(platform independent Petri net editor2),实现基于GSPN模型的可靠性分析评估.同时,结合航空飞行控制系统的可靠性分析评估介绍了ARAM工具的应用情况.

基于加权标准化优化选择软件可靠性模型研究

到目前为止,没有一种软件可靠性模型能够适用在所有的软件测试的环境中。因此,研究优化选择软件可靠性模型的方法来选出适合当时软件测试环境下的软件可靠性模型是一个重要的问题。提出一种简单的加权标准化的方法来优化选择软件可靠性模型。选用十三个软件可靠性模型,十个评测软件可靠性模型性能标准和两个故障数据集来进行相应的实验。实验结果表明提出的加权标准化优化选择模型的方法能够有效地选出最优软件可靠性模型。

高可靠舰船装备软件可靠性的两阶段验证方案

针对高可靠舰船装备软件可靠性验证存在的测试周期长、测试剖面难以准确反映真实使用环境等问题,提出了一种两阶段可靠性验证方案。首先,在研发阶段对软件提出可靠性要求,并基于该阶段产生的可靠性增长测试信息,利用软件可靠性增长模型评估软件可靠性水平,验证其是否达到规定的可靠性要求;然后,基于最大后验风险制定贝叶斯验证方案,并在软件试用阶段利用用户现场使用信息验证软件可靠性。实例分析结果表明:所提的两阶段验证方案能缩短软件可靠性验证时长、方便工程实施;利用用户现场使用信息给出验证结论,使结论具备较高的可信性。

基于BASFPA-BP的可靠性预测模型研究

软件可靠性预测以软件可靠性预测模型为基础,对软件的可靠性以及与其直接相关的度量进行分析、评价和预测,利用软件运行中所收集的失效数据对未来的软件可靠性进行预测,成为了评估软件失效行为和保障软件可靠程度的重要手段。BP神经网络结构简单、参数少、易实现,在软件可靠性预测领域已经得到了广泛应用。然而基于传统BP神经网络搭建的软件可靠性预测模型的预测精度无法达到预期目标,因此提出了基于BASFPA-BP的软件可靠性预测模型。该模型利用软件失效数据,在BP神经网络训练过程中利用BASFPA算法优化网络权值、阈值,从而提高模型的预测精度。选用3组公开的软件失效数据,将实际值与预测值的均方误差作为预测结果的衡量标准,同时将BASFPA-BP与FPA-BP,BP,Elman这3种模型进行对比研究。实验结果表明,基于BASFPA-BP的软件可靠性预测模型在同类型模型中实现了较高的预测精度。

航天器蜂窝夹层结构板制造工艺可靠性研究

针对航天器蜂窝夹层结构板的制造效率、形位精度、胶接强度和预埋件拉脱力等可靠性要求,根据其制造工艺特点,通过建立基于制造工艺流程的串联模型、基于制造工艺单元的顺序关联模型、基于制造工艺参数的网状关联模型和考虑检验工序的功能关联模型4种典型的制造工艺可靠性模型,明确工艺设计的控制内容及工艺改进方向和要求。通过常见故障模式和原因分析,进一步验证可靠性模型的分析结果,明确制造工艺改进措施。在实际生产应用中,通过零件定型,优化制造工艺流程和减少串行制造工艺单元;通过优化工艺参数、固化工艺状态、应用自动化智能工艺装备,减小制造偏差,提高产品可靠性和生产效率。

TBM刀盘裂纹损伤特性及疲劳可靠性研究

刀盘作为硬岩掘进机(tunnel boring machine, TBM)工作过程中的核心受力载体,承受多方向的随机载荷,容易萌生裂纹导致疲劳失效,影响施工进度和安全,因此研究其裂纹疲劳可靠性具有重要意义。本研究通过受力分析得到刀盘易萌生裂纹区域及应力特征,并使用子模型技术法计算刀盘裂纹应力强度因子,研究刀盘裂纹损伤特性;然后结合裂纹疲劳理论,构建了以裂纹扩展寿命为基本变量的TBM刀盘裂纹疲劳可靠性评估模型,应用JC法求解刀盘在不同工作环境下的可靠度,并讨论了不同因素对刀盘可靠度的影响。研究表明:裂纹尖端最深处的裂纹扩展以张开型和撕开型为主,而裂纹两端3种扩展形式都存在;刀盘的裂纹疲劳可靠度随着初始裂纹深度的增大而显著减小,随着裂纹形状比的增大而增大,而临界裂纹深度的变化对可靠度的影响不明显。

基于系统状态特征分析的软件可靠性评估方法

针对以指挥信息系统为典型的复杂任务型软件试验鉴定领域中可靠性评估问题,在总结现有评价方法的基础上,提出了基于系统状态特征分析的可靠性评估方法。首先,从软件使命任务的角度解析系统的状态特征,设计充分覆盖系统典型应用样式及状态特征的测试用例,通过定义“使用强度”,替代原有可靠性评价中“持续时间”指标,在此基础上收集可靠性失效数据,并给出软件可靠性增长模型(software reliability and growth model,SRGM)参数估计及可靠性评估过程。最后通过某任务型软件的可靠性评估试验,验证提出方法在工程实践中的可行性,同时给出了工程示例中收集的真实失效数据和SRGM参数估计结果,确保研究成果真实性和可复现性。

星形共直流母线多端口电力电子变压器多状态可靠性模型及应用

星形共直流母线多端口电力电子变压器(star common DC bus multiport power electronic transformer,SBM-PET)各端口故障相互独立,具有多运行状态特点,目前缺少能有效表征其多状态可靠性的数学解析模型。为此提出一种SBM-PET多状态可靠性模型,并将其应用于交直流配电网可靠性评估。首先分析了SBM-PET结构及工作原理,根据SBM-PET各组成模块特点及故障影响范围对其进行功能模块划分,在此基础上考虑元件冗余配置建立SBM-PET各功能模块可靠性模型。然后根据SBM-PET各功能模块停运情况,基于马尔可夫过程建立SBM-PET多状态可靠性模型,求解SBM-PET不同状态下的概率、频率及平均持续时间可靠性指标,并基于此建立交直流配电网可靠性评估模型。最后算例分析计算了SBM-PET多状态可靠性及交直流配电网可靠性,结果验证了所提模型的有效性。

融合新旧产品退化信息的可靠性建模研究

针对2阶段退化产品截尾数据难以进行精确可靠性评估问题,利用贝叶斯融合新产品截尾数据和相似产品2阶段退化数据信息,并采用变系数分段回归模型和变点思想建立了变系数分段退化可靠性评估模型。首先,运用泰勒展开式和遗传算法得到相似产品回归模型的参数估计值并拟合分布。其次,通过贝叶斯方法融合新旧产品第1阶段退化数据信息,基于变点的连续性建立阶段关系式得到第2阶段新产品参数估计量期望和方差。最后,利用相似产品退化量的分布类型和矩估计方法得到新产品退化量的分布以及分段可靠度函数。算例分析结果验证了该模型的有效性和精准性。

基于失效模式的软件可靠性评估模型

软件测试虽然可以提升揭错效率,但是未有对应的可靠性评估模型,难以实现精确的可靠性定量评估和预计。针对此问题,文章开展基于失效模式的软件可靠性评估模型构建研究。首先,基于运行剖面与输入空间计算失效模式概率;然后,构建基于马尔科夫过程与失效模式的软件可靠性评估模型,并在某型动力控制软件测试失效数据上开展工程应用。应用结果表明,软件可靠性评估模型的揭错效率提升了18.2%,测试工作量降低了54.4%,可以获得准确的软件可靠性评估结果,同时适用于软件可靠性测试。

基于模型可靠性检查的QGA-SVM岩爆倾向性分类研究

岩爆是高地应力地区影响地下工程施工的主要地质灾害,岩爆预测已成为地下工程的世界性难题之一.为改善支持向量机(SVM)在岩爆分类中的精度,提出了一种模型可靠性检查的方法,其采用评价指标对评价等级的影响趋势对模型的可靠性进行检查,该模型可靠性检查法为一种通用方法,可用于任何基于先知经验方法的模型可靠性检查.在支持向量机核函数参数初步取值时,引入量子遗传算法(QGA)在解空间里进行全局搜索,最后建立了基于模型可行性检查的量子遗传算法-支持向量机的岩爆分类模型,并将其应用于实际工程中,结果表明,改进后的支持向量机在岩爆分类识别中具有较高的泛化能力和预测精度.

月球重力场模型质量及可靠性的分析评定

月球重力场模型球谐函数展开式的核心是一组正常化位系数。介绍了当前几种主要月球重力场模型建立所采用的探测器跟踪数据的特点;分析了重力场信号随模型轨道高度、阶次变化的特性。同时以考拉(Kau la)准则为标准比较了各模型位系数的阶方差曲线与考拉曲线的吻合情况。从信噪比的角度出发,提出了对模型进行可靠性分析的方法。通过计算对比各模型的信噪比来反映其空间频谱信号和频谱误差的强度关系,从而对模型质量和可靠性做出分析评定。

屏蔽数据下带变点的软件可靠性增长模型

屏蔽数据是可靠性工程中一种常见的缺失性失效数据。在考虑屏蔽失效和多变点的情况下,建立基于非齐次泊松过程的软件可靠性增长模型。该模型利用C-Chart方法估计软件失效过程中的变点位置;详细推导可靠性模型参数的极大似然过程,利用EM(Expectation Maximization)算法解决似然函数极其复杂的问题;利用Tomcat 5软件的失效数据进行模型性能对比分析,结果显示提出的可靠性模型具有较好的效果。

基于光滑样条回归的软件可靠性模型

随着软件产品在各行各业的广泛使用,其高可靠、高安全成为衡量一个软件质量的重要属性。本文引入了一种基于光滑样条回归的软件可靠性模型,并将其与传统的软件可靠性模型进行比较。此外,使用了最小二乘估计方法来估计模型中的参数。最后,基于开源软件Tomcat3-11服务器的真实失效数据,利用R软件对这4类可靠性模型进行性能对比分析,结果表明光滑样条回归模型的拟合与预测效果较好。

基于高斯过程回归的软件可靠性模型

传统软件可靠性模型通常过于依赖假设条件,难以适应复杂的实际情况。为此,本文提出了一种基于高斯过程回归(Gaussian Process Regression, GPR)的软件可靠性非参数模型。该模型结合了机器学习和高斯过程核,从失效数据中提取样本特征之间的相关关系。与传统可靠性模型相比,本文提出的模型具有更广泛的应用效果。通过对两组真实数据进行对比分析,结果显示本文提出的可靠性模型具有更好的拟合效果和预测能力。

基于双排队系统的软件可靠性增长模型

针对基于有限排队系统的软件可靠性增长模型(SRGM)忽略软件交付与检测之间的时间延迟问题,提出双排队系统建模技术,构建一个引入故障检测等待延迟和排错等待延迟的SRGM。建模中考虑测试工作量函数(TEF)参与构成的复合型故障检测率(FDR)和不完美排错现象,在4个公开发表的失效数据集上与5个经典SRGM进行比较与分析,验证建立模型的拟合能力和预测能力。实验结果表明,建立的模型在软件可靠性评估和预测方面具有良好性能。

海洋测深网平差模型的可靠性分析

给出了海洋测深网平差模型在观测值等精度独立条件下的可靠性计算公式,理论分析指出,当检查线数小于3时,模型可靠性不好。对此,提出了一种适用于检查线数小于3的改化模型。并分析了1∶1万比例尺3种水深图幅网结构的可靠性,指出检查线与测深线长度比为10%～15%对确定测深网的可靠性较为合适。

基于概率—凸集混合模型的汽车碰撞安全可靠性分析

将概率模型与基于相关性分析技术建立的凸模型有效结合一起,并应用到汽车碰撞安全可靠性分析中。将汽车碰撞中主要吸能部件的几何尺寸、材料参数作为不确定变量,根据其样本信息获取难易程度,分别使用概率模型和椭球凸模型来描述。应用最优拉丁超立方采样方法在不确定区间内进行采样,通过二次多项式响应面法拟合碰撞过程中各响应的近似模型,基于混合模型计算汽车碰撞安全性的可靠度指标。与参数确定性分析相比,基于不确定变量混合模型的可靠性分析更真实地反映客观实际,为提高汽车安全性设计提供依据和指导。

用于贯通式牵引供电系统的级联型变换器可靠性研究

针对贯通式牵引供电系统的核心装备级联型变换器,提出一种考虑变换器全运行状态的可靠性评估方法并进行可靠性优化研究,为新型牵引供电系统的应用及推广提供依据。基于故障树和Markov理论,分级建立级联型变换器可靠性模型,并提出一种考虑级联型变换器正常、存活和失效3种状态的状态转移概率的计算方法。为满足新系统工程应用所需的高可靠性设计需求,进一步研究变换器可靠性优化方法:基于所建立的可靠性模型,定量分析不同关键器件的重要度,辨识变换器可靠性组成的薄弱环节;从器件冗余和子模块冗余两级进行可靠性优化,对比后备冗余和工作冗余的优化效果,并对不同冗余数目下变换器可靠性的提升程度进行分析,同时验证所建立模型的准确性。设计综合冗余策略,通过算例分析验证了其有效性。