基于D优化的多应力加速退化试验设计

针对多数产品受到多种应力影响的情况,研究恒定应力和步进应力两种施加方式下多应力加速退化试验优化设计方法。以随机过程对产品性能退化建模,分析试验剖面,对恒定应力加速退化试验,采用均匀设计和均匀正交设计理论确定应力的组合方式;对步进应力加速退化试验,各应力均采用步进方式。基于D优化方法,以模型参数估计方差最小为目标,以试验费用为约束,建立优化模型,给出最优的各应力水平,各应力水平下的样本分配、试验时间分配和监测间隔。最后给出应用该方法的仿真算例。

基于D优化方法的CSADT设计

考虑到试验设计人员更关注模型参数的估计精度,而传统试验优化方法以产品可靠性与寿命相关参数的预测精度为目标,提出将D优化方法引入恒定应力加速退化试验(CSADT)设计中。首先,用随机过程描述CSADT中产品性能退化的过程,通过对数似然函数,推导Fisher信息矩阵,基于D优化方法建立优化目标,以试验费用为约束条件,明确优化问题,给出最优试验变量:各应力水平、各应力下样本分配和试验时间分配。然后,应用该方法给出仿真实例。最后,通过模型参数偏差的敏感性分析,说明在一定偏差范围内,优化结果具有良好的稳健性。

基于D优化的遥测传感器系数校准方法

为提高遥测参数精度,针对传感器的校准曲线优化问题,研究基于信息矩阵D最优设计准则的传感器校准点选取方法,获得传感器最佳校准曲线。通过实验得到了D最优方法的传感器校准结果,验证了该方法的可行性,并与传统等距校准曲线的校准结果进行对比。结果证明,D最优设计方法得到的遥测传感器校准系数结果具有更高精度。

IRS辅助的UAV无线传感网络数据采集优化方案

针对无线传感网络海量数据采集导致的信息低时效与系统高能耗问题,提出一种智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)辅助的无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)数据采集优化方案。其中,多个带有缓冲区的地面传感器收集环境信息,能量受限的UAV在IRS协助下采集传感器的状态更新。通过联合考虑系统信息新鲜度与UAV的推进能耗,对UAV的3D飞行轨迹、地面传感器调度与IRS配置进行联合优化,构建平均信息年龄(Age of Information,AoI)与推进能耗加权和优化问题;然后将该非凸优化问题建模为马尔可夫决策过程,并提出基于深度强化学习算法对基于曼哈顿城市模拟环境下的UAV数据采集过程进行优化训练。最终得到UAV的优化3D飞行轨迹与IRS的优化配置。仿真结果表明,所提优化算法可在提高信息新鲜度的同时有效降低系统能耗。当IRS反射单元数量相同时,系统性能相较基准方案最高提升约50.64%。证明了所提数据采集方案的优越性与IRS提高系统性能的有效性。

卫星偏置动量轮3D模型的优化设计与有限元分析

为提高卫星姿态控制系统的精度、寿命以及确定卫星合理的有效载荷和性能指标,提出了偏置动量轮整体优化设计方案。通过三维实体建模软件Pro/E建立轮体、壳体的密封罩和底座的简化几何模型,依据动量轮轮体和壳体的特性与设计要求,建立动量轮整体优化设计的数学模型;利用Matlab软件中fmincon和fminimax函数分别进行偏置动量轮整体优化设计计算。结合优化结果对结构尺寸进行适当调整,取动量轮半径为81 mm,轮缘高度和宽度分别为24、6 mm,轮辐高度和宽度分别为21、6 mm,轮体内环倒圆和外环倒圆为20、5 mm,壳体厚度为1 mm。经有限元分析验证后轮体的静态和动态性能均达到了指标要求,体积减小了15%。

超参数自适应的MOEA/D-DE算法在翼型气动隐身优化中的应用

MOEA/D-DE算法易于实现,被广泛应用于处理多目标优化问题,但其超参数对算法性能影响较大。基于MOEA/D-DE算法框架,利用Sobol全局灵敏度分析方法对差分进化算子中的交叉控制参数进行改进,使用莱维飞行机制控制比例因子,使算法中的超参数拥有自适应能力,得到超参数自适应的MOEA/D-DE算法——MOEA/D-DEAH算法;对MOEA/D-DEAH算法、不同超参数设置的MOEA/D-DE算法和NSGAⅡ算法进行函数测试和翼型气动隐身优化算例对比。结果表明:MOEA/D-DEAH算法性能良好,具有较强的鲁棒性,气动隐身优化效果也比其他算法更好。

基于Winograd算法的3D卷积神经网络权重剪枝方法

针对3D卷积神经网络在资源有限的环境下高计算成本的挑战,文章提出了一种融合Winograd算法和网络剪枝技术的3D卷积神经网络优化方法。首先,将标准3D卷积层替换为效率更高的3D Winograd层,实现对卷积操作的优化。接着,对3D Winograd层的权重进行重要性评估,保留重要的权重单元并剪枝获得稀疏模型。最后,对稀疏模型进行重训练,恢复剪枝后网络的性能。通过结合Winograd算法和网络剪枝技术,能够在提高识别准确度的同时,显著降低了模型的计算需求。实验结果证实,与其他优化技术相比,本方法能有效减少计算资源消耗,同时保持甚至提高识别性能。

基于CT图像重建人体膝关节3D骨骼优化模型

目的:重建一个含有股骨远端和胫骨近端的人体膝关节3D骨骼优化模型。方法:采用螺旋CT机扫描人体膝关节部位,从胫骨近端到股骨远端,获得DICOM格式图像数据。利用Mimics软件进行图像数据输入和视图图像处理重建3D骨骼模型,并使用它自带的3-matic软件对所建的3D模型进行优化处理。结果:使用Mimics软件重建了一个含有股骨远端和胫骨近端的左侧人体膝关节3D骨骼模型,其自带的3-matic软件重建了一个含有股骨远端和胫骨近端的左侧人体膝关节3D骨骼优化模型。结论:该优化模型可清晰精确地模拟股骨远端和胫骨近端的三维几何形态,能导入到ANSYS/ABAQUS等有限元软件进行力学特性分析,也能结合MRI重建含有半月板的人体膝关节生物力学模型,为仿生膝关节的结构设计提供理论依据。

基于测点优化与模态扩展的机械结构振动响应全场重构

提出一种基于测点优化与模态扩展的机械结构振动响应全场重构方法。使用D优化设计方法确定最优测点布置方案,根据模态扩展方法构造加速度响应扩展矩阵,从而实现由优化布置的有限测点的加速度响应重构机械结构全场加速度响应,并使用有限元分析软件读取重构的加速度响应,实现机械结构响应全场可视化。开展板结构数值仿真分析和振动响应重构试验,验证了当结构处于多模态共振或非共振状态下机械结构振动响应全场重构方法的有效性和鲁棒性。进一步,通过分析各阶加速度模态贡献量,精准选择主要振动模态分析机械结构的振动响应,实现了基于更少测点的振动响应全场重构。

3D室内无线网络规划优化软件在LTE室内分布系统设计中的应用

本文分析了LTE室内分布系统建设与规划,研究了在LTE室内分布系统设计中3D优化软件的应用,期望能够对LTE室内分布系统设计水平的提升有所帮助。

用D-最优化法估算空气隙传爆界面的可靠性

以空气隙长度为变量设计了用于确定空气隙传爆界面可靠性的试验方案,并构建了试验装置。采用Neyer-D最优化法,试验并估算了隔板起爆器中由雷管、空气隙和导爆药组成的空气隙传爆界面的可靠性。结果表明,空气隙的临界起爆长度为18.76 mm。由p分位数的区间估计所得的置信度为γ=0.95的界面作用可靠度为0.999925。

基于运动试验平台的MOEA/D改进洗出算法仿真及试验

洗出算法参数的调整很大程度上影响其性能,针对目前经典洗出算法应用于飞行模拟器时参数调整的不足,提出一种基于MOEA/D多目标优化的改进洗出算法。将人体感知误差、洗出位移、模拟加速度误差作为优化目标,以运动空间为限制条件,采用基于分解的多目标优化算法对洗出算法参数进行同步寻优,并利用模糊隶属度函数得到最优解。为验证其有效性,建立飞行模拟器运动试验平台,将采用不同优化方法的洗出算法应用其中进行对比分析。仿真及试验结果表明,改进洗出算法归位反应时间最短,相位延迟降低3.5 s,稳定性提高30%,且修正了感觉峰值,优化了54.6%的工作空间,实现了模拟器在模拟极限运动时有足够的运动空间和更高的动感逼真度。

基于深度强化学习的无人机通信速率优化

针对城市空对地模型中无人机与地面用户通信视线连接受阻的问题,提出了基于深度强化学习的无人机通信速率优化方案。利用智能反射面(reconfigurable intelligent surface,RIS)辅助无人机通信,采用双深度Q网络(double deep Q-Learning,DDQN)算法联合RIS相移和无人机的3D轨迹优化无人机的通信速率,在自建仿真平台上对该方案进行验证。结果表明:与RIS随机相移的DDQN方案、未部署RIS的DDQN方案及RIS相移优化的决斗深度Q网络方案相比,该方案在无人机飞行周期内的平均吞吐量,分别提高了38.61%、30.03%、53.97%。

3D室内无线网络规划优化软件在LTE室内分布系统设计中的应用

本文首先分析了现阶段LTE室内分布系统设计面临的问题和挑战;然后提出了3D室内无线网络规划优化软件在LTE室内分布系统设计中的应用流程;最后通过广州天河区某大型场馆实例分析了3D室内无线网络规划优化软件优化对提高LTE室内分布系统的设计质量,增强覆盖效果,降低造价的作用。

基于改进自适应DE算法的分数阶PI~λD~μ参数优化

通过实现变异算子F和交叉算子CR的自适应,改进差分进化算法。将改进后的算法用于优化直流电机位置伺服系统的分数阶PI~λD~μ控制器参数,并评价其位置阶跃响应性能。实验结果表明,对于分数阶PI~λD~μ参数的整定,相较于粒子群算法、遗传算法、传统差分进化算法,用改进差分进化算法优化后的控制系统具有响应速度快、超调量小等优点。

火炸药静电感度试验数理统计方法分析与优化

为提高火炸药静电感度试验结果的准确性,特别是小概率发火能量计算结果的准确性,通过蒙特卡罗方法数值模拟试验,研究了升降法、兰利法、最优化D法三种典型数理统计方法的原理和特点,探索提出了离散分布试验测点的新思路,对兰利法进行了优化和改进。结果表明,最优化D法在小概率发火能量计算上准确度最高,可在250次试验内获得误差(68.26%置信区间)小于10%的百万分之一概率静电引燃刺激量,且试验结果具有稳定性,但试验程序和数据分析计算过程复杂,可操作性不强,不适用于常规静电感度试验。改进后兰利法试验结果的准确度与最优化D法相当,且其程序和计算过程复杂度远低于最优化D法,可操作性更强,便于常规静电感度试验使用。

多曲线花瓶墩3D建模优化及模板空间受力分析

为降低多曲线花瓶墩模板的加工难度,利用SolidWorks三维制图软件先进行曲面拟合精细建模,模板设计使用Midas Civil有限元计算软件进行精细化设计和整体受力分析,分别对单曲线模板和多曲线模板的面板、横肋、竖肋、型钢抱箍进行计算分析,对可预见的制造困难提前处理,在成本节约方面有较好的效果。

西门子828D系统S120驱动在模具加工优化上的应用

为了让机床的电气和机械特性相匹配,得到最佳的加工效果,进给速度,加速度,需要对伺服进行优化。828D系统在HMI上集成了先进的在线伺服优化软件,可以对速度环和位置环进行自动优化。

烘焙技术在X3D虚拟场景的应用研究

针对X3D虚拟场景的真实程度,从显示效果和文件大小角度研究烘焙技术在X3D虚拟场景中的应用,提出了在X3D虚拟场景中应用烘焙技术的操作方法,结合室内模型的地板烘焙实例阐述在建模、烘焙和导出X3D虚拟场景阶段的操作要点,验证了方法的可行性和有效性。

煤矿微震监测台网优化布设研究

煤矿冲击矿压现象日益严峻,作为矿山动力灾害的主要监测手段,微震监测系统已在许多矿井广泛使用,为保证矿震定位和能量计算的准确,提高预测预报煤矿冲击矿压的可行性,应建立一套台网布设优化及评价系统.应用微震定位和D值优化设计理论,结合煤矿实际条件研究了影响矿震定位精度的主要因素和不利条件,并提出了采用综合指数法确定煤矿高微震活动区域和区域内矿震发生的概率,制定了台站候选点和监测区域确定的一般原则.通过理论分析震中和震源标准差反映台网定位能力的不足,建立基于数值仿真实验方法的震中与震源误差期望值模型,最终形成台网布设优化及评价系统.实验和现场应用结果表明,该系统能够快速确定台网最优布设方案,准确评价台网定位能力,满足煤矿微震监测的需要.