基于Weibull混合分布的航空发动机零部件寿命建模

针对航空发动机在维修工作中存在重要零部件使用寿命及失效率难以估算的问题,搜集了发动机重要零部件燃油计量活门、整体驱动发电机、液压机械组件的使用寿命数据,并运用Weibull混合分布及单Weibull分布分别建立了上述重要零部件的寿命模型。在模型求解过程中采用了经典的三参数相关系数优化法,求出发动机重要零部件的可靠度、失效率及故障概率密度函数。通过计算得出Weibull混合分布模型的线性相关系数r_(g)比单Weibull分布模型的大;同时K-S假设检验结果显示,Weibull混合分布的统计量观测值D_(n)均小于临界值D_(30,0.1)。结果表明:相对于单Weibull分布,Weibull混合分布模型更精确地表征了发动机重要零部件的寿命数据,从而有效地提高寿命参数的估算精度;Weibull混合分布模型的可靠性有助于发动机管理工程师制定视情维修方案;并对航材备件的数量有指导意义,具有较高的推广应用价值。

带有阈值电压的非线性忆容器混合建模与特性分析

忆容器是在电感、电容和电阻基本电路元件之后出现的新型电路元件,因其具有非易失性和非线性特点,在众多领域中具有广泛的应用前景。为了使忆容器模型更接近实际忆容器和方便与其他二端口电路元件连接,通过引入阈值电压的方法改进了忆容器荷控数学模型,并利用Simscape和Simulink相结合的混合建模方法建立了带有阈值电压的忆容器二端口仿真模型。通过仿真实验分析了触发电压的幅值和频率对该仿真模型磁滞回线的影响。结果表明,建立的仿真模型符合忆容器的基本特性,即磁滞回线随电压幅值的增大逐渐变宽,随电压频率的增加逐渐变窄。该模型可为以后忆容器的应用研究和仿真研究奠定基础。

基于混合建模的新型微槽刀具外冷通道结构优化设计

这里提出了一种有限元法(FEM)和计算流体力学(CFD)的混合建模方法。通过单因素试验生成响应曲面,分析了喷嘴的直径、角度、压力对刀具最高温度的单因素和交互影响规律。采用正交试验设计方法,以刀具最高温度为评价指标,以微流道的截面形状、宽度,深度和微流道分布的角度为影响因素,通过仿真分析,研究以上四个因素对刀具降温的影响。研究表明,截面宽度较大的矩形微流道对刀具降温效果较好,微流道的角度、深度影响次之,微流道的形状影响最小。通过对模型的验证,证明了模型的有效性。

基于高斯混合模型聚类的双馈风电场动态等值建模方法

针对风电场动态运行条件下等值建模精度偏低、聚类依据不足的难题,提出一种基于高斯混合模型聚类思想的风电场等值建模方法。首先,分析单台双馈感应式风力发电机在低电压穿越期间的动态响应特性,根据响应特性的集群特征构建聚类指标。然后,提出基于高斯混合模型动态初步聚类、优化聚类数目的两阶段等值建模方法,推导出赤池信息和贝叶斯信息准则下聚类数目的寻优算法。以典型中等规模风电场为例,在Matlab/Simulink平台进行不同故障穿越条件的仿真测试,结果表明所提风电场等值建模方法聚类有效、精度高。

机理模型与集成学习混合驱动的机器人关节摩擦建模方法

机器人一体化关节广泛应用于医疗、协作机器人等领域,其摩擦特性是影响机器人性能的关键因素.为此,提出了一种机理模型与集成学习混合驱动的机器人关节摩擦建模方法,以提高模型精度.首先,综合考虑转速、负载等关节摩擦特性的影响因素及其周期波动特性,基于先验知识和物理分析分别建立了伺服电机与谐波减速器的参数化机理模型,描述摩擦特性的变化规律.然后,针对机理建模中因线性假设、忽略高阶项等产生的非线性残差,提出了基于eXtreme gradient boosting(XGBoost)的残差补偿模型建模方法,通过采用Boosting集成学习策略,提高残差补偿模型的泛化能力.同时,采用贝叶斯优化方法进行XGBoost模型的超参数寻优,以提高模型精度和训练效率.相比于传统的参数化机理模型,本文所提出的混合驱动模型具有更高精度.与反向传播神经网络、支持向量机、长短时记忆神经网络等多种典型方法的对比实验表明,本文所提出的基于XGBoost的残差补偿模型具有更强的特征提取能力,能够较好地预测强非线性的波动摩擦残差,有效地提高了整体模型的精度.

心理实验数据的联合建模:反应与反应时的混合影响

混合效应模型(Mixed-Effects Model,MEM)将被试和刺激项目同时作为随机变量,有效地分析实验效应和相关的被试(或刺激项目)差异,从而避免了传统方差分析的随机效应固定化问题。基于此,文中构建了混合MEM、独立MEM和速度MEM三个联合模型,并与反应和反应时数据的分开建模(即分开MEM)进行比较。在IAT实验数据分析中,分开MEM的模型拟合与参数估计均不如独立MEM,而混合MEM的模型拟合优于独立MEM和速度MEM。模拟结果显示,分开MEM参数估计的相对偏差普遍大于独立MEM,且具有较高的第I类错误率;而混合MEM比其他联合模型能更好地识别不同模拟情景的参数,并且具有较佳的第I类错误率和统计检验力。因此,在心理实验中,联合建模方法比分开建模具有更大优势。

基于Maxwell-LSTM的抗蛇行减振器混合建模方法研究

列车车轮踏面在实际服役环境下的磨损,会提高抗蛇行减振器的工作频率。传统动力学仿真使用的Maxwell模型在模拟高频状态下的抗蛇行减振器动态特性存在挑战。而能够准确拟合高频状态下的抗蛇行减振器动态特性的物理参数模型存在计算效率低下、无法在多体动力学仿真中运用的问题。文中提出一种Maxwell等效参数模型和LSTM神经网络耦合的减振器混合建模方法,在传统Maxwell模型基础上,通过LSTM神经网络捕捉输入变量自身变化特性,间接考虑外部激励的频变与幅变以应对上述挑战。为证明该混合建模方法的可行性,将使用该方法训练好的混合模型与台架试验结果、非线性的刚度阻尼分段Maxwell模型进行对比。结果表明:相较于分段Maxwell模型,LSTM混合模型在计算效率基本一致的前提下,高频激励下混合模型误差平均降低22.31%,高幅值激励下混合模型误差平均降低26.89%,动态刚度误差平均降低26.35%,动态阻尼误差平均降低21.01%。可以得出结论,LSTM混合模型在表征减振器高频高幅值下的动态特性具有优势,基于Maxwell-LSTM的抗蛇行减振器混合建模方法可以解决传统动力学模型计算效率和计算精度之间的矛盾,更适合用于各类工况下的车辆系统动力学仿真。

混合域特征波全波形反演速度建模质控方法

常规的速度建模方法速度模型精度低,往往不能改善断层阴影带成像质量,通过采用混合域特征波全波形反演技术能加快全波形反演运算速度和收敛。同时提出成像剖面叠合分析、收敛性分析、测井速度与全波形反演速度对比分析、实际炮集与正演炮集波形对比分析、全波形反演模型与观测记录相似系数对比分析五步法全波形反演速度建模质控方法 ,并建立了目标泛函收敛是判断全波形反演是否收敛最直观的参数,目标函数不下降表明反演不收敛;全波形反演速度趋势与测井趋势要相吻合;正演炮集与实际炮集特征波对比越接近,目标泛函数值越小;正演炮集与实际炮集相似系数越大越一致,表明反演速度越精确等混合域特征波全波形反演速度建模质控主要标准。应用该质控方法,在较为准确的背景速度基础上应用构造约束混合域特征波全波形反演技术,引入较为准确的断层信息,建立精度更高的速度模型,提高了断层阴影带成像质量,有效改善了断层阴影带下盘构造成像畸变现象。

基于线上线下混合模式的数学建模课程教学改革

数学建模是一门培养学生分析和解决实际问题能力的课程。为了有效地解决学生的学习差异化问题,进一步提升课程教学质量,文章结合数学建模课程的特点以及分析课程教学中存在的问题,提出了将线上线下混合式教学模式应用于数学建模课教学的改革方案,帮助学生增强理论联系实际的应用意识,提高学生解决问题的综合能力。

城市院前急救系统混合建模及仿真研究

目的对院前急救中的关键连续因素进行定量分析,模拟医疗资源的运用调度流程,并反映大规模伤亡事件下伤病员流及院前急救的复杂适应性机制。方法运用Anylogic软件构建基于多智能体仿真(ABMS)、系统动力学(SD)和离散事件仿真(DES)的混合建模仿真系统。结果建立了基于SD的伤病员流结构模型、基于ABMS的院前急救资源配置模型、基于DES-SD的院前急救排队模型。通过仿真发现,相关耗时数据与日常接送伤员历史数据两者的平均耗时差异无统计学意义。结论基于混合建模方法的城市院前急救系统,可以用于应急医学救援方案策略的优化,能够促进灾害应急医学救援决策科学性与精确性的提升。

财务建模与可视化课程混合式教学模式实践探究

以高职大数据与会计专业《财务建模与可视化》课程为例,探讨混合式教学模式在解决教学内容繁多、授课时间限制、学生计算机基础与软件操作能力参差不齐、评价方式单一等问题上的有效性。探究发现,通过实施混合式教学,有效解决了传统课堂教学模式的不足,提高了教学质量,提升了学生的自主学习能力,并有效提升了学生的学习积极性与主动性。探究结果表明,混合式教学模式在财务建模与可视化课程中的应用,不仅有助于解决教学难题,还有助于提升学生的综合素质。

基于机理和数据混合建模的炼化装置操作优化研究及应用

随着制造行业智能化的发展,模拟计算大量应用于化工生产过程。本文利用混合建模技术设计了一套炼化装置智能操作优化软件,采用深度学习算法和遗传算法对模型进行优化。该软件能够实时预测产品质量、优化操作参数、进行数据预警。相比于传统的机理建模速度更快准确度更高,提高了炼厂操作过程的精细化程度、运行过程的稳定性以及生产过程的产品质量。

缩短生物工艺开发时间并提高效率,释放混合建模和工艺强化的力量

许多制药公司正面临着缩短工艺开发时间和高效优化工艺的挑战,希望以更快的方式将产品推向市场。本文介绍了一种动态建模方法,通过利用工艺强化技术来简化实验,并将其与混合模型得出的直观结果相结合,可以减少实验次数,有助于开创生物制品工艺快速且高效开发的新时代。

射频异构集成微系统多层级协同仿真建模与PDK技术综述

作为后摩尔技术的可选路径之一,基于异构集成工艺实现的集成微系统具有高集成度、低成本、高性能等优点,引起学术界和工业界的广泛关注。异构集成微系统设计是以系统为中心的多层级协同设计,对传统以晶体管为中心的设计方法和设计流程带来新的挑战,同时对设计环境的开发带来新的要求。本文对射频集成微系统设计中所需的基础器件/结构建模方法、多工艺混合工艺设计套件(Process Design Kit,PDK)技术、以及电路-模块-系统多层级协同仿真等技术最新进展进行综述。

混合多端直流输电系统直流侧阻抗建模及谐振抑制

混合多端直流(hybrid multi-terminal HVDC,H-MTDC)输电系统直流场设备的自然等效电阻较小,在控制系统无法提供足够大阻尼的情况下易导致系统直流侧的谐振振荡。首先推导了换相换流站(line commuted converter,LCC)和模块化多电平换流站(modular multilevel converter,MMC)直流侧输出阻抗,在MATLAB中建立了H-MTDC系统的阻抗模型并给出了基于环路增益的稳定判据。其次,通过计算环路增益对各控制参数的频域灵敏度定量地分析了参数变化对环路增益曲线的影响,明确了影响系统谐振特性的主导因素,并结合稳定判据制定了参数调整方案。再次,通过反馈换流站输出的直流电流,将LCC站原定直流电流控制器改进为电流阻尼控制器并设计了控制器参数。最后,通过PSCAD/EMTDC时域仿真验证了所提谐振抑制策略的有效性。

产教融合视域下高职院校线上线下混合教学模式实践探究

线上线下混合教学模式是新时代产教融合融入数字经济发展的有效途径,我国多所高职院校在实践过程中遇到一些问题和困难。以“3D数字中级建模”课程为例,开展98名高职学生参与的为期18周的产教融合混合教学模式实践。通过线上学习与交流记录、调查问卷、访谈记录,分析教学实践过程、学生学习体验和职业能力提升效果。结果表明:在教学过程中教学团队需不断调整,预测、发现和解决问题;学生学习体验经历了从质疑、起伏到接受、喜欢、享受的变化过程;借助超星和校友邦开展的产教融合混合教学模式能提升学生职业能力,为相关课程教学设计与实践提供参考。

基于改进FCM聚类算法的混合建模方法在苯酚浓度预测中的应用

为了解决单一模型无法满足复杂化工生产过程预测精度要求的问题,引入混合建模方法。首先,考虑到模糊C均值聚类(FCM)算法在初始聚类中心选择上存在的缺陷,采用SA算法和GA算法对其进行优化,以选择最合适的初始聚类中心,提高聚类精度;然后,基于支持向量机建立各子类预测模型;最后,将测试样本划分到各子类中,采用各子类模型仿真得到预测值。采用混合建模方法和单模型方法预测苯酚浓度并与真实值对比,结果表明:笔者所提混合模型得到的平均相对误差(MRE)和最大相对误差(MXRE)均小于单模型的。

建模方式对调车冲击仿真的影响研究

为了研究不同建模方式的仿真模型对调车冲击计算效率和结果的影响,根据C80敞车及MT-2缓冲器参数,建立模拟调车冲击工况的纵向动力学模型A、三维精细化模型B和混合动力学模型C,分析了在不同速度、空重车状态及不同编组方式下的调车冲击的响应结果,并在此基础上讨论了模型的建模方便性、计算效率等问题.研究结果表明:(1)随着冲击速度的增加,三种模型得到的最大车钩力变化趋势一致,但是结果差异越来越大,在8km/h时仿真差异可达15%,同时空车状态下分析的结果最大差异为8.9%,大于重车状态仿真的2.4%;(2)不同编组方式得到的车钩力时间历程规律类似,在不同车钩位置上比较时最大差异为8%左右;(3)建模方便性上各有难点,但模型A的数据库在界面调用更为方便,且在计算时间上远远小于其他两种模型.

基于混合自动机的综合能源系统状态转移空间建模

目前对于综合能源系统的建模,更多从系统输入-输出关系、内部状态与输入输出的关系进行描述,其内部状态在不同阶段的转移过程难以清晰表达。在分布式可再生能源占比大幅度提升后,综合能源系统在不同阶段的运行状态及状态转移过程需要可观可控。为此,提出了基于混合自动机的综合能源系统分阶段状态转移空间建模方法,对综合能源系统内部状态的分阶段转移条件及其转移过程进行精准描述,有利于对综合能源系统内部所有能源生产单元和能源消费单元从启动、运行到停止的全过程进行分阶段管理与优化控制。仿真算例表明,所提模型对综合能源系统分阶段的状态转移轨迹实现了全过程观测,有利于实现全过程分阶段的高效管理与优化控制。

对接圆柱壳结构的频响函数子结构混合建模方法研究

以建立精确的对接圆柱壳结构动力学模型为目标,为解决对接圆柱壳结构实验模型存在的界面转角自由度信息缺失的问题,提出了频响函数子结构混合建模方法,采用界面刚性等效方法进行界面转角自由度信息的近似估计,并将其与有限元频响结果进行对比分析,验证了该方法在圆柱壳结构中的计算精度。同时,根据子结构频响函数获取方式、界面自由度的不同,采用子结构频响函数综合方法进行多种工况下的混合建模。结合对接圆柱壳结构的振动特性,对比分析不同工况下的混合建模结果。结果表明:考虑界面转角自由度信息后,可有效提高对接圆柱壳结构的混合建模精度。