基于FAST和Sobol指数法的雷达系统效能敏感性分析

为了以较小的代价快速提升对空探测雷达系统的综合效能,首先搭建了对空探测雷达系统综合效能的评估指标体系,在此基础上完成了综合效能评估模型的建立。选择两种基于方差原理的全局敏感性分析方法,即傅里叶幅度敏感性测试(Fourier amplitudes sensitivity test,FAST)和Sobol指数法,分别从频域和时域对建立的评估模型进行敏感性分析。在基于FAST进行敏感性分析时,提出了21维输入指标所对应的特征频率集的选取方法;在基于Sobol指数法进行敏感性分析时,考虑了二阶及高阶敏感性指数的影响。对比FAST和Sobol指数法的分析结果,两种方法获得的敏感性分析结果具有较好的一致性。其中,功率和频率为对空探测雷达系统的主要影响指标,为雷达系统的研发和升级提供了可靠性依据。

基于Sobol指数法的舰艇防空作战效能敏感性分析

为探索水面舰艇防空武器装备对作战效能的影响关系,构建了舰艇防空武器系统指标体系,在指标归一化的基础上建立基于幂指数法的舰艇防空作战效能评估模型;采用Sobol指数法分析了防空武器装备各个能力指标在全局变动时对舰艇防空作战效能的影响,基于主效应和全效应指数对各个指标进行敏感性排序,确定影响舰艇防空作战效能的关键因素,并分析了指标之间的交互效应对作战效能的影响。仿真结果表明,防空导弹命中概率、系统反应时间、飞行速度3个指标对舰艇防空作战效能的影响较大。该研究可为舰艇防空武器装备的论证工作提供参考和依据。

Stability Analysis of Nonlinear Models of Nose Landing Gear Shimmy

Shimmy can reduce the service life of the nose landing gear, affect ride comfort, and even cause fuselage damage leading to aircraft crashes. Taking a light aircraft as the research object, the torsional freedom of landing gear around strut axis and lateral deformation of tire are considered. Since the landing gear shimmy is a nonlinear system, a nonlinear mechanical model of the front landing gear shimmy is established. Sobol index method is proposed to analyze the influence of structural parameters on the stability region of the nose landing gear, and Routh-Huritz criterion is used to verify the reliability of the analysis results of Sobol index method. We analyse the effect of torsional stiffness of strut, caster length, rated initial tire inflation pressure, rake angle, and vertical force on the stability region of theront landing gear. And the research shows that the optimization of the torsional stiffness of the strut and the caster length of the nose landing gear should be emphasized, and the influence of vertical force on the stability region of the nose landing gear should be paid attention to.

武器装备敏感性分析方法综述

武器装备敏感性分析是武器装备发展论证的重要内容,其方法的选用对结论的合理性、分析的可行性极为重要,为此需对已有方法进行对比分析。阐述了敏感性分析方法的分类,给出了筛选方法、局部敏感性方法和全局敏感性方法的适用范围;研究了全局敏感性分析方法中回归分析法、傅立叶振幅敏感性检验法、响应曲面法、互信息指数法和Sobol指数法等的思想、原理,并对其优缺点进行详细的对比分析;提出由于Sobol指数法对效能评估模型的线性、单调性以及输入的分布特性没有专门要求,并且能分析单个输入的主效应、全效应及多个输入的交互效应对模型输出的影响,以及分析成组输入因素对输出的影响,因而相对其它方法而言更加适用于武器装备敏感性分析。

浅海声场对不确定环境参数的灵敏度分析方法

为分析不确定环境参数对浅海声场的影响,用非嵌入式随机多项式展开法获得声场与不确定环境参数之间函数关系式,建立声场对单个不确定参数的局部灵敏度分析方法;当多参数不确定时,提出依据某参数变化前后声场概率密度的变化,定性表征声场对该不确定参数的全局灵敏度分析方法,引入Sobol指数法定量计算声场对不确定环境参数的全局灵敏度。算例结果表明文中提出的分析方法可快速获得浅海声场对不确定参数的灵敏度,可用于优化不确定浅海环境参数模型。

泵站动态规划优化模型的全局敏感性分析方法及应用

为深入探究泵站实际运行特征,识别敏感参数,为泵站运行提供技术支撑,以龙门泵站为例,基于拉丁超立方抽样技术对各个参数进行抽样,基于方差的Sobol指数法、互信息法分别分析了泵站优化调度模型的全局敏感性分析。结果表明,瞬时流量为对泵站优化模型最敏感的参数,即瞬时流量对泵站最小能耗影响最大;瞬时流量与其他参数存在较强的交互效应,在构建相关优化模型及对模型进行率定过程中需优先考虑;Sobol法和互信息法均适用于多变量非单调非线性模型,且对参数的概率分布无特殊要求,能够准确定量地识别参数的敏感性。研究成果可为泵站优化模型精确建模及高效率定提供指导。

一种平均矩独立重要性指标及其拒绝抽样方法

在矩独立重要性分析过程中,重要性指标往往用于衡量结构系统输出不确定性向输入变量不确定性的逆向分配问题。假设输入参数的方差可以减缩一定比例因子,那么矩独立重要性指标可以定义为该缩减因子的函数。同时,假设输入参数的方差缩减因子为一随机变量,那么可以取矩独立重要性指标函数的均值定义一个新的平均矩独立重要性指标。由于使用Sobol方法计算平均矩独立重要性指标的模型需要循环抽样,计算量很高,故引入拒绝抽样(RS)方法,通过重复利用矩独立重要性分析中的一组输入输出样本,就可以额外计算得到矩独立指标函数和平均矩独立重要性指标,这大大节约了计算成本。本文所提指标函数及平均指标的有效性和RS方法的准确性、高效性通过数值和工程算例得以验证。

一种非电传爆系统的全局灵敏度分析研究

采用全概率方法建立非电传爆系统可靠度与传爆环节可靠度的不确定性传递模型,将应用广泛的Sobol全局灵敏度指标推广到非电传爆系统,并采用发展成熟的数值模拟法(Monte Carlo,MC)与单层数值模拟法(Single Monte Carlo,SMC)对指标进行求解,得到各传爆环节可靠度的重要性排序。根据所得重要性排序,即可有针对性地逐步提高重要传爆环节的可靠度以达到提高系统可靠度的目的。所提指标及方法应用到某非电传爆系统中,证实了其有效性及合理性。

空空作战飞机敏感性分析研究

为分析战斗机作战能力的敏感性,通过建立战斗机作战能力的指标体系,综合使用幂指数法和模糊参差分析法对战斗机作战能力进行评估。采用基于方差的全局敏感性分析方法sobol指数法分析战斗机作战能力的敏感性,得到选取的输入变量的重要度排序和变量间的交互效应,将结果与熵值法结果进行对比,比较分析sobol指数法作敏感性分析的优势。

基于SAPSO-BP的CO_(2)相变致裂效果预测及敏感度分析

液态CO_(2)相变致裂效果受很多因素影响,针对BP神经网络收敛速度慢且易陷入局部最优解的问题,为提高模型的预测精度和泛化能力,采用SAPSO算法优化BP神经网络的权值和阈值,并采用MATLAB软件编写构建了SAPSO-BP算法,基于仿真得到的35组数据,使用SAPSO-BP,PSO-BP,BP模型以及多元线性回归模型对致裂效果进行预测,其平均相对误差分别为2.73%、7.1%、14.6%、13.9%。平均绝对误差分别为0.068、0.169、0.239、0.314 m。表明:SAPSO-BP算法预测精度最高,提高了BP模型的预测精度,其精度满足工程实际需要。并采用Sobol指数法探究了相关影响因素对有效致裂半径的敏感度,表明:敏感度由高到低依次为地应力、弹性模量、瓦斯压力、泄放压力、致裂器间距、钻孔直径、抗拉强度,可为CO_(2)相变致裂的工程设计提供理论支持。