基于观测器的时滞系统鲁棒控制器的设计

研究了一类不确定时滞系统基于观测器的鲁棒镇定问题,系统的不确定性时变未知且范数有界,目的是设计状态观测器和线性无记忆观测状态反馈控制器,使其能够镇定一类状态和控制输入不确定性时滞系统。基于Lyapunov稳定性理论,采用线形矩阵不等式这一有效工具,给出了系统基于观测状态反馈鲁棒镇定的充分条件,并且利用线形矩阵不等式的解构造了使得系统鲁棒稳定的基于观测状态反馈控制器,所得结果与时滞相关,从而相对减弱了控制器设计的保守性。数值算例表明了所提出的设计方法的有效性。

两阶段非线性Wiener过程退化建模与可靠性分析

基于性能退化数据对产品进行可靠性分析一直是可靠性工程领域研究的热点与难点。针对多阶段退化过程中存在的非线性规律,同时考虑变点位置位于测试时刻之间的一般情形且各试样变点存在个体差异性的实际情况,提出了基于Wiener过程的两阶段非线性退化模型,给出了模型参数极大似然估计方法,建立了可靠性分析和寿命预测方法。最后通过高压脉冲电容器实例的对比分析,验证了所提方法的合理性与有效性。结果表明,与多阶段线性Wiener过程方法相比,所提方法能够更加准确地描述退化过程的非线性时变特征,进而得到更为合理的寿命评估结果。

双指标阶段性退化建模及可靠性分析

高可靠长寿命产品常需同时满足多种功能,退化机理复杂,其性能退化过程中多指标、多阶段的问题日益凸显。为此,考虑退化过程的阶段性特征及不同阶段指标间耦合性规律,基于Copula函数和Wiener过程建立了双指标阶段性退化模型及可靠性分析方法。同时,针对产品退化过程中两指标变点不在同一位置的一般性情况,提出了一种考虑双指标变点的模型参数整体估计方法。最后,通过舱门锁实例的对比分析,对所提方法的适用性和有效性进行了验证。结果表明,同传统双指标模型相比,所提方法能更为准确地描述退化过程的相关性与阶段性规律,得到的可靠性评估结果更合理有效。

基于多变量优化的恒定应力加速退化试验设计

为了实现高可靠长寿命产品加速退化试验的高效开展,提出一种可以同时优化加速应力水平、各水平下试样数、各水平测试时间等多个试验设计变量的恒定应力加速退化试验优化设计方法。基于Wiener过程与阿伦尼斯模型建立加速退化模型,以可靠寿命估计精度为目标函数,以试验总经费为约束条件,应用遗传算法搜索最优试验方案,并通过敏感性分析确定优化方案的有效性。以某碳膜电阻器为对象开展加速退化试验优化设计的实例分析来证明所提方法的合理性。敏感性分析结果表明,所提方法的优化结果具有良好的稳健性。

随机效应Wiener过程退化可靠性分析方法

针对工程中很多产品的初始退化量具有不确定性的情况,提出一种性能退化随机效应Wiener过程可靠性分析方法,同时考虑初始退化量和漂移系数的随机性.然后,根据首达时的定义,推导出了失效时间概率分布函数和概率密度函数的解析表达式.其次,结合产品性能退化测试情况,给出退化模型未知参数的极大似然估计.最后,通过对磁盘性能退化可靠性实例分析,验证了本文方法的适用性和有效性,与随机效应退化轨迹模型相比,本文方法建模过程更为合理,且评估精度高.

具有一阶自回归测量误差的步进加速退化可靠性分析

针对传统方法在步进应力加速退化建模时常常忽略测量误差间自相关性的问题,提出一种具有一阶自回归(AR(1))测量误差的步进应力加速退化可靠性分析方法.利用Wiener过程描述产品的性能退化过程,同时引入一阶自回归AR(1)模型表征具有自相关性的测量误差项.然后,建立漂移系数与加速应力之间的加速关系模型,并对漂移系数进行随机化处理以表征产品个体差异性.在首达时概念下,给出失效时间分布函数和概率密度函数的解析表达式.然后,提出一种加速退化模型参数极大似然估计方法.最后,通过激光器算例分析验证了本文方法的适用性和有效性,结果表明:与传统方法相比,本文方法建模合理性更优,且能有效提高产品退化可靠性分析精度,进而为产品合理维修决策的制定提供有力支撑.