压缩感知中的确定性随机观测矩阵构造

目前,压缩感知中的观测矩阵设计存在两类问题:(1)随机观测矩阵不容易硬件实现;(2)基于多项式的以及基于代数曲线的确定性观测矩阵大小不能任意选择。针对上述问题,本文提出了一种用确定性随机序列来构造观测矩阵的方法,并证明了构造出的观测矩阵满足有限等距性质(Restricted Isometry Property,RIP)。仿真实验结果表明,本文设计的矩阵与高斯随机矩阵、伯努利矩阵、稀疏矩阵、混沌矩阵相比具有同样的性能。将确定性随机矩阵应用于语音信号的压缩与重构,语音质量的主客观评价均显示,确定性随机矩阵具有良好的重构性能。

多维随机不确定性下的船舶多学科稳健设计优化研究

通常船舶多学科设计优化仅考虑确定性的影响,忽视设计中不确定性因素的存在,显然优化结果无法真正保障船型方案的可行性和航行性能的优良性。目前,不确定性船舶多学科设计优化主要集中在一维不确定性分析。为了得到船舶设计优化的最优方案,以多维不确定性下的多学科稳健设计优化问题为例,通过分析考虑随机不确定性因素的均匀分布和正态分布并存分布状况,提出了一种新的以Legendre polynomials和Hermite polynomials多项式为基础的多维多项式混沌方法,并以海洋平台支持船为对象构建多维不确定性量化模型。通过对多维随机不确定性因素对船舶优化方案的影响分析完成了船舶多学科稳健设计优化研究,有效地减少和避免船舶设计优化方案失效的可能性。

相对局部区域震源参数随机不确定性经验关系研究

在进行未来破坏性地震的强地面运动数值模拟时,震源参数选取的准确性对地震动预测的结果影响很大。震源参数的确定存在很多不确定性因素,既包含随机的不确定性因素,又包含认知的不确定性因素。本文在大量地震事件及文献调研的基础上,运用统计学方法对具备随机不确定性特征的震源参数进行统计研究,以震源参数经验公式的形态建立解释其随机性和不确定性的数学模型。为了研究局部地区震源参数的定标关系特征,获得更加适用于局部地震密集区域,尤其是包含中国大陆地区在内的局部区域的震源参数的经验关系,本文从GCMT地震目录中选取了1700多个MW≥5.5的地震事件,运用统计学方法研究地震密集地区的震源参数经验关系,包括震级、地震矩、破裂面积等,增加了相对较大的局部范围内凹凸体的地震样本数量,从统计学角度计算更加适合局部区域的震源参数的经验关系。统计结果表明:局部区域震例获得的震源参数的经验关系与不限区域震例获得的经验关系存在差异,尤其是涉及到断层破裂面积、凹凸体相关参数时差异较大,局部区域内震例获得的震源参数的经验关系将更具有代表性。应用本文获得的相对局部区域的经验公式计算未来破坏性地震的强地面运动所需的震源参数时,获得的地震动预测结果将更能体现目标区域真实的地震动特征,进而提高地震动预测结果的可靠性。

随机和认知不确定性量化的置信区域法

针对非线性机械系统中混合不确定性量化的问题,提出了随机和认知不确定性量化的置信区域法。首先,分别用概率论方法和区间方法来处理混合不确定性中的随机不确定性和认知不确定性,得到混合不确定性的置信区域;然后,为了在时间域内对不确定性进行传播,对传统双层循环蒙特卡罗抽样方法进行了改进;最后,以非线性质量-弹簧-阻尼系统为例讨论了基于混合不确定性分析方法的有效性。结果表明,同时考虑随机不确定性和认知不确定性,有利于提高系统设计的可靠性,为非线性机械系统的设计与精度分析提供了理论依据。

一种随机和模糊不确定性下的可靠性分析方法

针对随机和模糊混合不确定性下利用传统蒙特卡洛方法进行可靠性分析效率低的问题,提出了一种基于λ截集和改良的先进均值法的可靠性分析方法,该方法首先基于概率论和可能性理论建立了混合不确定性下的可靠性分析模型,然后利用先进均值法进行概率可靠性分析,利用λ截集优化法进行不同截集下的可能性分析。通过概率分析和可能性分析的迭代循环求解概率、模糊混合不确定性下的可靠性分析结果。最后的算例证明该方法在保证求解精度的同时,可以有效地提高混合不确定性下的可靠性分析效率。

考虑双重不确定性的机械产品元动作可靠性分配方法

针对元动作可靠性分配中专家评价的不确定性问题,提出了一种同时考虑认知不确定性和随机不确定性的可靠性分配方法。利用功能运动动作(FMA)的层次方法将机械产品进行合理分解,得到产品的基本运动形式(元动作);将专家进行分组并以概率语言术语集(PLTS)进行评价,以降低专家评价的随机不确定性;将各组专家综合评价结果作为证据进行推理,根据证据融合理论综合所有专家信息,并减小专家的认知不确定性影响;计算各元动作权重值,进而将产品可靠性指标分配给元动作。通过应用实例,验证了所提方法的有效性和实用性。

无理数发生器及确定性随机数发生器

计算机密码学的核心在于如何可靠的产生随机数.无理数小数无限展开序列以其不重复的无限不循环特性,非常适合作为一次性随机数发生器使用.在信息安全领域,利用此特性可以产生无限长的确定性随机密钥.文中就无理数的无限不循环小数的特性及其作为二进制的0,1字串的0,1分布情况,进行正规性的满足性证明.给出n+1槡n(n>1)的通用无理数构造算法,并对其在密码学领域的典型应用,即确定性随机数发生器的应用进行实现算法说明.

随机-认知混合不确定性下稳健性评价新指标

在随机不确定性和认知不确定性信息混合并存的产品稳健设计中,现有的基于概率理论、模糊集理论、区间理论等建立的质量稳健性度量指标适用性受到限制。针对此问题,将各类不确定性在证据理论的统一框架下表征和处理,构建了产品质量指标的证据理论模型和不确定性量化传递方法,从随机不确定性和认知不确定性两个维度提出了产品质量稳健性的评价指标和评价方法。实例仿真表明,该方法可克服现有方法的不足,对产品质量稳健性的评价更加全面、合理。

随机不确定性下的可靠性设计优化研究进展

可靠性设计优化由于考虑了实际中广泛存在的不确定性信息而受到研究者的广泛重视,同时在提高产品可靠性和服役性能方面发挥了重要作用,因此一直是工程设计领域的研究热点之一。围绕概率解析和代理模型两个方面,面向随机不确定性场景,系统梳理和综述了可靠性设计优化领域的重要研究进展,并总结了时变可靠性设计优化的重要成果。探讨了可靠性设计优化所面临的问题和挑战,展望了未来的发展趋势。

具有控制器增益随机不确定性的多智能体一致性控制

针对控制器存在随机不确定性的多智能体系统,研究了所有智能体状态达到一致的控制问题.首先,假设智能体连接网络拓扑是无向、固定和连通的,而且每个个体的控制器存在相同的随机不确定性,最终得到了融合随机控制器增益不确定的闭环控制系统模型.应用基于李雅普诺夫稳定性理论、线性矩阵不等式技术和鲁棒控制方法,得到了一种保证误差状态系统渐近稳定的充分条件.进一步通过一系列矩阵变换处理技巧,将状态反馈控制器的存在条件转化为一组线性矩阵不等式的可行解问题.最后应用计算机仿真验证了该控制器设计结果的有效性.

随机不确定性下Kriging辅助的谐波减速器柔轮疲劳寿命预测

柔轮作为谐波减速器核心传动件,在循环交变载荷作用下容易发生疲劳失效,其疲劳寿命直接影响谐波减速器的工作寿命。为揭示随机不确定性因素对谐波减速器柔轮疲劳寿命的影响规律,本文考虑材料属性和载荷等不确定因素对谐波减速器柔轮开展疲劳寿命预测研究,以期实现更客观地评估柔轮疲劳寿命。首先,建立柔轮的三维模型和有限元模型,通过有限元分析及寿命计算获得确定性条件下的柔轮寿命。然后,将材料属性及载荷考虑为随机变量,采用拉丁超立方抽样方法对柔轮进行试验设计。最后,基于主动学习Kriging模型和柔轮材料P-S-N曲线,通过逐一加点的方式对柔轮进行疲劳寿命分析,获得疲劳寿命统计结果,并与确定性条件下的柔轮疲劳寿命结果进行对比。结果表明,随机不确定因素影响下柔轮疲劳寿命预测结果与确定性条件下相比有所降低,对柔轮抗疲劳设计具有一定指导意义。

考虑随机和认知混合不确定性的稳健性分析与稳健设计方法

针对质量指标Y的影响因素同时具有随机不确定性和认知不确定性的情况,提出一种质量稳健性分析的随机模拟方法。用证据理论认知对不确定性因素进行表征,进而提出一种基于随机集理论的认知不确定性因素随机采样方法,该方法可根据认知不确定性的mass函数对其进行随机采样。随机不确定性因素不必进行分布类型的转换,直接按其概率分布规律进行采样。通过不确定性分析和计算机模拟,对质量指标Y的不确定性分布进行定量计算,进而提出了3个质量稳健性的评价指标,包括Y的期望值区间宽度、期望值中点值以及区间中点分布的标准差。根据质量指标的不同特性对三个稳健性评价指标进行优化,提出了3种不同类型的稳健设计准则。通过两个典型实例,说明了所提出的稳健性评价指标以及稳健设计准则的合理性和实用性。

从随机到确定性的积分型全局优化方法

郑权等于1978年提出了积分水平集求总极值的方法,其主要特点有判别总极值的收敛准则,但其概念算法与Monte Carlo随机投点的实现算法不匹配,易遗失总极值外,其实现算法收敛性至今未解决.该文在张连生、邬冬华等提出的修正算法的基础上,将积分型方法中的Monte Carlo随机投点与确定性的数论方法相结合,以提高修正算法的计算效率,并在文中给出了这种从随机到确定性的积分型全局优化方法全局收敛性的证明.

有随机增益不确定性的网络化时滞系统非脆弱镇定（英文）

研究了带有输入时滞和随机发生的增益不确定性的网络化控制系统的非脆弱镇定问题.目标是设计一个非脆弱的静态输出反馈控制器,使得闭环系统在有输入时滞和增益不确定情况下保持均方渐近稳定.为了更好地反映网络诱导现象的随机特性,引入了服从一定概率分布的二进制切换序列描述控制器在实现过程中随机发生的增益浮动.然后利用随机稳定性理论和新的矩阵不等式界定方法得到了控制器存在的充分条件.据此,控制器增益矩阵可通过给出的锥补线性化算法求解.最后提供了一个数值例子验证了方法的有效性和优越性.

随机不确定性影响下某航炮发射动力学仿真

目的研究随机不确定性对航炮发射动力学响应的影响,提高其射击密集度。方法建立某航炮刚柔耦合动力学模型,利用ADAMS软件进行发射动力学仿真分析。考虑航炮射击过程中的不确定因素,采用非概率凸集模型进行量化,揭示缓冲器弹簧刚度、平衡机弹簧刚度、炮膛合力等参数不确定性对航炮射击密集度的影响规律。结果炮口振动在不确定性因素的影响下,出现振动幅值增大,在区间范围内波动的现象。结论航炮射击时的炮口振动严重影响了射击密集度,因此在设计时必须考虑不确定性因素,所得结果对于提高航炮系统射击密集度具有一定的指导意义。

论艺术的随机不确定性

人类的认识活动离不开思维,游离于思维之外的任何认识是不可思议的.艺术是人类创造性思维的一种形式,而创造性思维本身又具有十分明显的无序性、模糊性和不确定性.本文立足于现代系统论和思维科学,重新审视艺术思维的本质,从而揭示艺术随机不确定性的过程与特征.

林业GIS中数据不确定性分析

数据不确定性包括随机不确定性和模糊不确定性,在林业GIS中同时存在两种不确定性,如森林边界模糊不确定性和林分蓄积等属性特征的随机不确定性。详细分析了林业GIS的空间数据和属性数据的数据源不确定性、时域数据不确定性。

空间数据不确定性研究进展

为促进空间信息科学的发展和理论的完善,推动GIS理论的深入研究,需要对当前空间数据不确定性的研究状况进行分析和归纳。纵观国内外有关文献的研究成果可知:空间数据随机不确定性主要侧重于基本理论和种类方面的研究;空间数据模糊性主要从空间数据模糊性来源和性质、表示和处理方法等3个方面进行研究。空间数据不确定性急需解决的问题和研究方向,主要包括随机不确定性的基础理论的进一步完善、属性数据不确定性的研究、位置数据和属性数据的模糊性研究等方面。

考虑不确定性的稳健优化设计研究

传统的稳健设计仅能处理含有随机不确定性参数的问题,以响应的均值和方差来评价。稳健优化设计同时考虑随机不确定性参数和认知不确定性参数,实现不确定性传播的基础上对问题设计参数的优化。采用证据理论来统一描述随机不确定性和认知不确定性,并介绍了描述不确定性时的不确定性传播和响应原理,提出了响应评价准则。最后,以测试系统为研究对象,采用证据理论结构进行不确定性传播,以提出的准则为判断标准,对优化过程进行了验证。

舰载软杀伤仿真中不确定性分析

舰载软杀伤仿真系统中,不可避免地存在不确定性因素,分析不确定性是利用仿真系统进行效能评估的关键。因此,研究了Bootstrap方法和Bayes方法在参数不确定性和随机不确定性定量分析中的理论知识,介绍了软杀伤仿真中反舰导弹捕捉目标的数学模型,并把两种方法应用到舰载软杀伤仿真系统。通过仿真结果比较,Bayes方法的估值精度高,算法简单,计算速度快,Bayes方法是分析不确定性的有效方法。