蒙特卡洛仿真法在尺寸及公差设计中的应用

通过对机械工程设计中所采用的几种尺寸及公差设计方法的对比分析,提出了应用蒙特卡洛仿真法进行尺寸及公差设计的新方法。探讨了采用该方法进行计算机模拟,解决三维尺寸及公差设计问题的实现方法。在尺寸及公差设计中,该方法简单、易行,而且可以获得高的计算精度。以机械零部件为例,详细说明了应用该方法进行三维尺寸及公差分析的过程,从而证明了该方法的有效性和实用性。

蒙特卡洛仿真法在飞轮装配公差设计中的应用

在飞轮装配公差设计时,采用蒙特卡洛仿真法进行了模拟计算,并引入"6σ"法则计算公差极限值,得出了更精确的装配公差。使得工艺设计主导了制造过程,改变了传统的设计思维方式,从而降低了成本,为产品设计提供了强有力的技术支撑。

基于蒙特卡洛仿真方法的项目投资风险评估模型

本文从矿业经济投资特点出发,了解到矿业项目工程投资规模大、投资资金多、周期长、风险高,风险性是此类大型项目投资决策时的最大难题.针对这一情况,本文建立了基于蒙特卡洛数字仿真法的投资风险评估模型,并将模型应用到程潮铁矿西区深部开采投资风险分析中,得出了项目可行性高,风险性较小的评估结果,实现了计算机模拟.更重要的是,程序实现了划分区间的参数设置功能和风险因素的可变设置功能,模型针对不同的方案可以选择不同的风险因素和划分区间,使评估结果更贴近各个不同方案的实际情况和需要,使模型具有更大的实用性和通用性.

流速测量精度分析的蒙特卡洛法仿真

声学多普勒流速是根据声学多普勒原理,用矢量合成法测量水流的垂直剖面分布,它被用来遥测较大范围内的水流速度。文章分析了流速测量的脉冲相干信号处理方法的原理,根据回波信号产生机理,分别建立了宽、窄带回波信号散射叠加信号模型,并利用蒙特卡洛法对比分析了不同条件下的宽、窄带测速性能。

多分格相关与皮尔逊相关的蒙特卡罗仿真

为了解对于有序分类数据,使用多分格相关系数估计数据间线性依存关系的精确性,运用蒙特卡罗仿真法考察样本量的大小、分类数的多少、相关程度的高低以及数据分布的偏度对多分格相关系数估计精确度的影响;同样条件下计算皮尔逊相关系数并与之相比较.在实验设计的条件下,多分格相关系数的表现非常稳定,绝大多数情况下给出的估计值都比皮尔逊相关系数更精确.两种相关系数受样本量的影响都很有限,且估计值的偏差会明显随着分类数的增多而变小;但数据的偏态分布对皮尔逊相关系数的精确度有很大影响.

统计静态时序分析方法综述

随着纳米技术的进步,工艺参数波动给电路性能带来的不确定性愈发明显,成为影响集成电路设计的主要因素之一。为了对先进工艺下超大规模集成电路更准确地进行时序分析,现代计算机辅助设计工具通过概率分布来表征电路的时序行为,并提出了统计静态时序分析(Statistical static timing analysis,SSTA)的方法。为了提高SSTA的速度,各种各样的方法及模型被陆续提出来。本文对快速蒙特卡洛仿真法、离散数值法、查找表法、解析法这四类SSTA的加速方法展开研究并对其性能进行分析,介绍了SSTA最新的研究方向并对各种时序分析方法进行总结展望。

基于多峰分布的大尺度变形翼机构时变可靠性分析

针对机构可靠性的工程问题,提出了一种基于多峰分布的时变可靠性分析方法(iTRPD),并应用于大尺度变形翼机构的可靠性分析。首先,将变形翼结构模型离散为几个瞬时功能函数,并将其转换为独立正态变量。然后,计算出不同时刻的瞬间可靠度与各向量间的自相关系数矩阵,得到对应的概率密度函数。最后,根据协方差特性与各向量间的相关性,利用1次高维高斯积分将独立标准正态空间的时变可靠度简化为大尺度变形翼机构整体的时变可靠度。结果表明:iTRPD在分析大尺度变形翼时变可靠性时,与蒙特卡洛仿真法(MCS)的相对误差仅为-2.842%,比常规方法TRPD好;对功能函数调用次数为415,远小于MCS的1×10^(9)次;对高维高斯积分的调用,常规时变可靠性方法为35次,iTRPD仅为1次。可见,iTRPD对涉及多模态分布的时变可靠性分析具有较高的计算精度和计算效率。

新一代产品几何技术规范测量不确定度的计算方法

针对新一代产品几何技术规范中测量不确定度的计算方法,对蒙特卡洛仿真法、灰色系统模型法和传统GUM法进行比较分析。研究结果表明:采用蒙特卡洛仿真方法与传统GUM法的不确定度计算结果接近,但蒙特卡洛方法克服了传统GUM法求解中的一些缺陷,且计算结果更加精确;灰色系统模型法针对小样本数据,计算过程所需条件受限制小,而且不用区分A类、B类不确定度,不确定度的计算简单化。

副载波调制水下激光雷达测距性能仿真

复杂的水体环境,特别是水中微粒的吸收和散射作用,使得水下激光雷达测距系统的接收信号中存在大量的后向散射杂波。随着距离的增大,目标回波会逐渐淹没在杂波中,而副载波调制技术可以有效地提升目标对比度,实现水下激光雷达的测距增程。首先建立了光子在海水中传输的蒙特卡洛仿真模型,然后研究了结合激光雷达优势和微波雷达优势的副载波调制技术,给出了伪随机序列作为副载波时发射、接收和相关处理的详细步骤,最后对四种不同类型的副载波(方波、锯齿波、正弦波和伪随机序列波)在不同的水质和发射脉冲宽度的情况下进行了仿真研究。结果表明:伪随机序列对于目标对比度的提升方面性能最好。

考虑应力腐蚀和辐照影响的控制棒驱动机构贯穿喷嘴可靠性分析

针对压水堆堆内构件控制棒驱动机构合金600贯穿喷嘴故障,基于概率断裂力学理论,进行应力腐蚀和辐照环境下的两种失效模式(泄漏失效和断裂失效)可靠性分析。首先构建寿命预测模型,然后采用有限元仿真分析实际工况下的载荷响应,最后利用广义应力-强度干涉模型计算可靠度。选取西屋控制棒驱动机构合金600贯穿喷嘴进行案例分析,在95%置信度水平下,运用蒙特卡洛仿真法预测两种失效模式下的寿命区间,并开展敏感性分析,以确定影响喷嘴寿命的重要参数。所提方法对堆内构件优化设计有一定的理论指导意义。

基于网络化简的含分布式电源的配电网可靠性分析

基于简化等效网络,提出了利用序贯蒙特卡洛仿真法对含风力、光伏电池等分布式电源的配电系统可靠性进行评估的新方法。该方法利用简化网络得到区域元件故障影响表,然后基于序贯蒙特卡洛仿真法对分布式电源的随机功率输出、设备运行与故障状态以及负荷的随机容量对系统可靠性的影响进行了分析及计算。基于网络化简而建立的区域元件故障影响表明显简化了可靠性分析计算过程。在随机仿真分析中,采用对网络设备和分布式电源的状态进行同步抽样的策略,进一步提高了仿真的精度和计算速度。多个算例的计算结果及比较证明了文中算法的有效性和实用性。

基于区间-概率混合模型的在役桥梁可靠性评估

针对桥梁参数同时以随机变量和区间变量两种方式存在的问题,提出一种基于区间-概率混合模型的桥梁可靠性评估方法,采用蒙特卡洛仿真分析法求解桥梁结构在区间变量影响下的最大失效概率,以此失效概率作为评估的结果,并给出了基于区间-概率混合模型的在役桥梁评估流程。以武汉市武梁路巡司河大桥为例,对该桥上部结构进行可靠性评估,采用蒙特卡洛仿真分析方法得到的最大失效概率为0.597%,与桥梁的实际运营状况相符合,同时分析了影响结构最大失效概率的因素。结果表明,将区间-随机混合模型应用到现役桥梁评估工作中是可行的,评估结果可以为现役桥梁加固改造、相关措施的制定提供理论参考。

基于Heston模型的能源商品定价机制研究

借助Heston随机波动模型,利用一篮子期权对带有均值回复特性的能源商品价格风险进行对冲,通过矩匹配法和蒙特卡洛仿真法进行期权定价。同时运用真实能源市场中的石油、天然气、煤炭数据,进行实证分析。结果表明矩匹配法和蒙特卡洛仿真法得到的结果大致相同,但在计算时间方面,矩匹配法相比蒙特卡洛仿真法花费时间更少,有效性更高。

DCC在某舰炮炮闩撞击精度设计中的应用

通过应用DCC尺寸链计算及公差分析软件对某舰炮炮闩撞击精度设计进行校核,获得炮弹底火最大极限深度,探索计算机辅助精度设计软件在舰炮精度设计中的应用。DCC软件的分析过程遵循尺寸链计算规范,可以综合运用极值法、概率法和蒙特卡洛仿真法的计算方法,同时对形位公差的精度影响进行了智能化处理,大幅提升了精度设计的能级、效率及准确性。

考虑批量生产的设备视情维护策略优化研究

针对目前市场环境对批量生产中的交付时间、产品质量以及企业信誉愈发看重的情况,提出了考虑三者联合的设备维修策略。首先,在已知产品质量和设备劣化状态存在一定函数关系的情况下,将其衍生至次品率上并将单位周期生产结束后的设备状态与生产时间相结合,进行预防性维护和设备更换的维修方式选择。其次,根据时间阈值和预防性维护阈值,以经济效益最优为决策目标,建立考虑批量生产的视情维护总成本模型。针对提出的优化模型,将蒙特卡洛仿真法和响应面分析法中的中心组合设计法相结合,对模型进行求解。最后,通过算例分析,证明了模型的有效性和可靠性。

风火打捆交直流外送系统区域间输电能力评估

风火打捆交直流外送是一种重要的输电形式,风电出力的波动性以及交直流混联的输电方式对其区域间输电能力的计算提出了新的要求。首先建立了风火打捆经交直流输电通道送往同一受端区域的系统模型;考虑到系统无功充裕度问题,建立了基于改进连续潮流算法的最大输电能力(TTC)计算模型,完成了对其单一样板值的快速求取;在此基础上,综合考虑风电固有的波动特性以及系统内各种不确定因素,采用非序贯蒙特卡洛仿真法对区域间输电能力进行概率评估,并通过实际算例进行验证,发现交直流混联的输电形式可以提高系统的区域输电能力,在合理范围内通过增加风火打捆比例可以提高区域间输电能力,但是当风火打捆比例较高时,只有对现有网架结构进行改造升级,提高线路的输电容量,才能进一步提高系统的TTC水平。

大规模电动汽车并网的配电网负荷特性研究

从电动汽车常见类型及影响充电负荷的主要因素分析着手,基于电动汽车充电模式、电池特性以及用户行驶规律研究电动汽车充电功率,建立了电动汽车充电规律的随机模型,得出充电负荷的概率分布,进行蒙特卡洛抽样以建立仿真模型^([1])。又以某地区典型日负荷曲线为例,分析了大规模电动汽车并网后,不同类型电动汽车充放电对配电网典型日负荷曲线的影响,并估算了双向充放电电动汽车的削峰能力,为电动汽车大规模并网的配电网发展规划奠定了重要基础。

基于UKF的雷达和机载ESM扩维跟踪

为有效提高异类传感器融合跟踪的效果,提出了一种基于UKF的雷达和机载ESM扩维跟踪算法。首先将目标和机载ESM的状态信息组合起来,形成一个高维的状态向量,从而有效抑制滤波中GPS定位误差所带来的影响;接着在此基础上采用UKF来实现目标的定位跟踪,以求进一步减小扩维后线性化误差加大等问题的影响。仿真结果表明,该算法可更好地实现对目标的定位跟踪。