检索结果-内蒙古大学图书馆

中国舰船研究 2021年第4期16卷 19-36页

作者：熊芬芬陈江涛任成坤张立李泽贤北京理工大学宇航学院北京100081 中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

不确定性在工程设计中广泛存在,作为工程设计中的核心内容之一,不确定性传播和量化一直都是工程设计领域重要的理论课题之一。混沌多项式作为一种高效的不确定性传播方法近年来得到了广泛研究和应用,具有较大的工程应用潜力。为此,对混... 详细信息

不确定性在工程设计中广泛存在,作为工程设计中的核心内容之一,不确定性传播和量化一直都是工程设计领域重要的理论课题之一。混沌多项式作为一种高效的不确定性传播方法近年来得到了广泛研究和应用,具有较大的工程应用潜力。为此,对混沌多项式方法的研究进展进行综述。首先,介绍该方法的应用场景和基本原理;其次,针对混沌多项式应用中面临的“维数灾难”、计算量大等难题,介绍基截断、稀疏重构、稀疏网格、多可信度建模等诸多解决策略;然后,对基于混沌多项式的全局和局部灵敏度分析方法进行介绍;最后,对混沌多项式的研究进行展望。

关键词：不确定性传播混沌多项式维数灾难多可信度建模灵敏度分析

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基于扩展型共轭无迹变换的随机不确定性传播分析方法

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工程力学 2021年第8期38卷 15-23页

作者：王涛李正良范文亮重庆大学土木工程学院重庆400045 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(重庆大学) 重庆400045

响应的统计矩是描述随机结构系统响应的主要方式之一,相对于响应的概率密度函数,结构响应的统计矩能够较容易获取,因而颇受研究人员的关注,而其中结构响应统计矩的高效计算方法一直是研究的热点。该文以可兼顾精度与效率的共轭无迹变换... 详细信息

响应的统计矩是描述随机结构系统响应的主要方式之一,相对于响应的概率密度函数,结构响应的统计矩能够较容易获取,因而颇受研究人员的关注,而其中结构响应统计矩的高效计算方法一直是研究的热点。该文以可兼顾精度与效率的共轭无迹变换方法为基础,通过引入正态-非正态变换,发展了可适用于涉及任意随机变量分布类型统计矩估计的第Ⅰ类扩展型共轭无迹变换方法;将第Ⅰ类扩展型共轭无迹变换方法与高维分解模型相结合,发展了可适用于任意维度随机系统统计矩估计的第Ⅱ类扩展型共轭无迹变换方法;通过3个数值算例对建议方法进行了验证。算例分析结果表明:建议的两类方法均可以在拓展共轭无迹变换方法适用范围的基础上兼顾计算精度和效率;对于低维和高维问题,分别建议采用第Ⅰ类和第Ⅱ类扩展型共轭无迹变换方法进行响应统计矩估计。

关键词：不确定性传播统计矩共轭无迹变换方法高维分解模型正态-非正态变换

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考虑大气密度不确定性的低轨卫星轨道不确定性传播

考虑大气密度不确定性的低轨卫星轨道不确定性传播

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作者：蒋昊旸中国科学技术大学

学位级别：硕士

随着人类太空活动的日益频繁和空间技术及其应用的飞速发展,特别是巨型星座项目(如SpaceX的星链)逐步推进实施,近地轨道空间的航天器、火箭体和轨道碎片数量不断显著增加。面对愈加拥挤的近地轨道空间,空间目标的碰撞概率也会大幅增加... 详细信息

随着人类太空活动的日益频繁和空间技术及其应用的飞速发展,特别是巨型星座项目(如SpaceX的星链)逐步推进实施,近地轨道空间的航天器、火箭体和轨道碎片数量不断显著增加。面对愈加拥挤的近地轨道空间,空间目标的碰撞概率也会大幅增加。由于各种误差的影响,空间目标高准确度的轨道往往很难获得,因而碰撞预警等任务要求在进行空间目标轨道外推的同时,也能够传播其轨道不确定性。在低轨卫星轨道不确定性传播中,轨道摄动模型误差这一重要因素往往很少被考虑。大气阻力摄动会对低轨卫星轨道传播带来显著的不确定性,大气密度模型经过长期发展依然不够精确,因而大气密度不确定性是低轨卫星轨道不确定性传播过程中需要特别重点关注的因素之一。本文在考虑低轨卫星位置、速度不确定性的基础上,进一步实现在低轨卫星轨道不确定性传播过程中对大气密度不确定性的耦合。首先,引入人工智能算法,并基于CHAMP卫星星载加速度计反演密度数据,通过神经网络建模,并结合MC Dropout和异方差损失函数,实现了对经验大气密度模型的有效修正,同时还对修正后大气密度提供了输入不确定性和模型不确定性的量化。然后,在此基础上运用自适应无迹变换(GMM-UT)方法,通过对无迹变换方法中西格玛点在大气密度不确定性范围中的再采样,将大气密度不确定性纳入考虑,进一步探讨低轨卫星轨道不确定性的非线性传播。通过具体的算例测试表明,自适应无迹变换在非高斯、非线性的不确定性传播过程中效果良好,对“香蕉”形不确定性分布依然有较好的近似。采用考虑大气密度不确定性的自适应无迹变换方法,进一步实现了大气密度不确定性同位置、速度误差共同参与低轨卫星轨道不确定性的传播,通过对相关模拟仿真分析,揭示出了一些轨道不确定性传播规律。本文搭建的神经网络在大气密度模型修正和不确定性量化方面都取得了较好的效果;而且,所采用的在神经网络提供的不确定性区域进行采样的自适应无迹变换方法,进一步考虑大气密度不确定性,可以更好地描述低轨卫星轨道不确定性传播,从而有助于提高碰撞概率计算的可靠性,在实际工作中具有较为广阔的应用前景。

关键词：低轨卫星机器学习大气密度模型不确定性传播

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基于不确定性传播的自动泊车轨迹推算模型研究

基于不确定性传播的自动泊车轨迹推算模型研究

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作者：蒋檬华南理工大学

学位级别：硕士

泊车成功率是衡量自动泊车系统的重要指标之一。现有的量产自动泊车系统通常是基于确定性的动力学模型和预定义几何集法开展路径规划,在狭小车位和不规则边界等场景下的泊车成功率相对较低。联系工程实际,自动泊车系统的感知误差、定位... 详细信息

泊车成功率是衡量自动泊车系统的重要指标之一。现有的量产自动泊车系统通常是基于确定性的动力学模型和预定义几何集法开展路径规划,在狭小车位和不规则边界等场景下的泊车成功率相对较低。联系工程实际,自动泊车系统的感知误差、定位误差和循迹跟踪误差等随机因素对泊车成功率有直接影响。本文基于不确定性的角度描述自动泊车系统,通过建立不确定性仿真模型和运用不确定性传播的方法得到泊车过程状态变量的95%置信区间,提供基于概率特征的泊车规划路径评估方法,为提高自动泊车系统的成功率提供一定的参考依据。主要的研究内容包括: 建立自动泊车系统的不确定性仿真模型。通过分析泊车系统常见传感器(如轮速计等)的随机误差产生过程,采用理论建模的方法搭建传感器的不确定性模型;为了让车辆仿真表现更接近于实车响应,提出采用实验建模的方法建立实车响应拟合模型,并采用遗传算法优化拟合模型;结合基于轮速信号的车辆定位算法和跟踪控制算法,基于Car Maker动力学仿真软件搭建整车仿真模型。提出基于高斯过程回归的轨迹推算模型,实现泊车规划路径的概率评估。基于高斯过程拟合建立的不确定性模型,可用于不确定性单步预测。在输入状态变量为高斯分布的条件下,预测高斯过程的概率分布特征(均值与方差)。将高斯过程的输出分布重新作为下一时刻的输入,通过多步迭代预测(不确定性传播)得到规划路径对应的概率分布区间。运用蒙特卡洛方法获取不确定性整车仿真模型的实际行驶路径的概率分布区间,并以此为基准检验轨迹推算模型的有效性。开展基于典型线型的仿真与实车实验,进一步验证所提出的轨迹推算模型的有效性。结合实际泊车需求,针对泊车常用的几何曲线如五次多项式和“直线-回旋线-圆弧”组合曲线开展轨迹推算研究,检验轨迹推算模型的预测精度;开展实车实验,进一步检验轨迹推算模型在实车数据条件下的有效性。基于典型线型的仿真和实车实验结果表明,所提出的轨迹推算模型能有效推算行驶轨迹的概率区间,从概率统计的角度为泊车规划路径的评估提供了理论参考。

关键词：自动泊车不确定性传播高斯过程回归轨迹推算

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扭转梁CFRP横梁多尺度混合不确定性传播分析及可靠性优化

扭转梁CFRP横梁多尺度混合不确定性传播分析及可靠性优化

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作者：孙涛青岛大学

学位级别：硕士

碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP)作为主要的轻量化材料之一被广泛应用于汽车关键零部件。扭转梁作为汽车主要承载部件,对其进行轻量化设计有助于提高汽车动力性和燃油经济性。CFRP具有显著的多尺度特征,本文... 详细信息

碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP)作为主要的轻量化材料之一被广泛应用于汽车关键零部件。扭转梁作为汽车主要承载部件,对其进行轻量化设计有助于提高汽车动力性和燃油经济性。CFRP具有显著的多尺度特征,本文基于多尺度分析方法对扭转梁CFRP横梁进行跨尺度不确定性传播分析和可靠性优化,为CFRP汽车构件的设计开发提供了理论基础和技术支撑,也可推动轻质高强的CFRP在汽车领域的应用。首先基于多尺度渐进均匀化理论和周期性边界条件建立微观纤维束单胞模型,分别使用公式法和有限元法对纤维束弹性性能进行预测。根据纤维束结构参数建立细观平纹机织CFRP单胞模型,预测CFRP宏观等效弹性模量。通过真空辅助成型技术制作CFRP样件进行拉伸、压缩和剪切试验,验证多尺度分析方法的准确性。然后建立钢质扭转梁有限元模型进行刚度、强度和模态等性能仿真分析。基于等刚度原理将扭转梁钢质横梁替换为CFRP横梁,并对CFRP横梁进行截面改进设计,考虑惯性矩的影响将U形截面横梁替换为S形截面横梁。制作S形CFRP横梁样件并搭建试验台架进行刚度试验和模态试验,通过试验结果验证S形CFRP横梁有限元模型的准确性。在此基础上,考虑铺层工艺约束对S形CFRP横梁进行铺层顺序优化,得到扭转梁S形CFRP横梁的最佳铺层方案。基于此,采用概率模型表征随机不确定性参数,用区间模型表征认知不确定性参数,通过蒙特卡洛模拟实现CFRP结构从低阶尺度到高阶尺度的不确定性传播分析。然后分别采用基于近似模型技术的蒙特卡洛模拟法和基于采样法的统计求解法对CFRP横梁进行跨尺度随机-认知混合不确定性传播分析,研究多尺度不确定性参数对结构性能的影响规律。最后提出一个适用于平纹机织CFRP结构的多尺度可靠性优化方法,建立三阶响应面近似模型,以质量最小、一阶模态频率和扭转刚度最大为优化目标,综合考虑最大应力、弯曲刚度和可靠度的影响,基于NSGA-II算法对CFRP横梁进行多尺度可靠性优化。通过熵权TOPSIS分析挖掘Pareto前沿最优解,优化结果表明,相比于钢质横梁,在满足较高可靠度的前提下,优化后的CFRP横梁质量减少46.96%,其他性能皆有所提升,实现材料-结构-性能一体化设计。

关键词：碳纤维复合材料多尺度不确定性传播蒙特卡洛模拟可靠性优化

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带阻尼器的涡轮叶片多源不确定性传播及灵敏度分析

带阻尼器的涡轮叶片多源不确定性传播及灵敏度分析

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第15届全国转子动力学学术大会（ROTDYN2023）

作者：佘厚鑫杨光臧朝平李朝峰南京航空航天大学能源与动力学院江苏省航空动力系统重点实验室东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室

缘板阻尼器在设计过程中,由于忽略因制造、激励、磨损等多源因素诱发的不确定性,导致其结构的动力学预测精度不足。因此,本文以叶片干摩擦阻尼结构非线性动力学预估技术为基础,建立了基于非嵌入式的自适应算法,将参数的不确定性在非线... 详细信息

缘板阻尼器在设计过程中,由于忽略因制造、激励、磨损等多源因素诱发的不确定性,导致其结构的动力学预测精度不足。因此,本文以叶片干摩擦阻尼结构非线性动力学预估技术为基础,建立了基于非嵌入式的自适应算法,将参数的不确定性在非线性振动响应中传播。该算法通过指定泛化误差的阈值选择最佳混沌多项式的积分精度,依此构建出多项式代理模型,

关键词：缘板阻尼器涡轮叶片不确定性传播灵敏度分析

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一种基于降维积分的非参数化概率盒不确定性传播分析方法

一种基于降维积分的非参数化概率盒不确定性传播分析方法

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第十三届全国随机振动理论与应用学术会议暨第十一届全国随机动力学学术会议

作者：谢慧超胡好廖代辉中南林业科技大学

在传统的结构可靠性分析中,一般采用概率模型进行不确定性量化,假定已知参数精确累积分布函数或概率密度函数,并在概率理论框架计算结构失效概率或可靠性指标。然而在实际工程中,由于测试条件或成本的限制往往无法获得足够多的实验样本... 详细信息

在传统的结构可靠性分析中,一般采用概率模型进行不确定性量化,假定已知参数精确累积分布函数或概率密度函数,并在概率理论框架计算结构失效概率或可靠性指标。然而在实际工程中,由于测试条件或成本的限制往往无法获得足够多的实验样本以获得上述精确的概率信息。包括概率盒(probability box,P-box)、证据理论、模糊集等在内的非精确概率模型是一种可以同时处理随机不确定性和认知不确定性的度量工具。由于涉及较大的计算量,基于非参数化概率盒不确定性传播分析的研究工作较少。然而,由于非参数化概率盒具有更好的适用性,研究相应的不确定性传播分析更具实际工程价值。为此,本文针对含非参数化概率盒变量或参数问题,提出了一种基于降维积分的不确定性传播分析方法,以获得响应函数的累积分布函数(CDF)边界信息。首先,将响应函数的CDF上下边界等效为两个随机变量。其次,使用降维积分方法计算出上述等效变量的前四阶矩。再次,使用最大熵原理通过上述矩信息获得等效变量的CDF,即为响应函数的CDF边界。最后,通过两个算例证明了本文方法的有效性。

关键词：不确定性传播非参数化概率盒最大熵原理降维积分

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一种天线罩电磁性能不确定性传播方法和装置

一种天线罩电磁性能不确定性传播方法和装置

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作者：黄寒砚李启喆于哲峰谢珊刘泽苁徐春光熊梅陈琳朱瑞泓 510275 广东省广州市海珠区新港西路135号

本发明公开了一种天线罩电磁性能不确定性传播方法和装置，方法包括：通过响应不确定性分析请求，获取天线罩在热烧蚀阶段与热透波阶段分别对应的输入输出关系表并解析，获取热烧蚀阶段和热透波阶段分别对应的训练样本数据和输入参数；... 详细信息

标准号: CN116451570B

本发明公开了一种天线罩电磁性能不确定性传播方法和装置，方法包括：通过响应不确定性分析请求，获取天线罩在热烧蚀阶段与热透波阶段分别对应的输入输出关系表并解析，获取热烧蚀阶段和热透波阶段分别对应的训练样本数据和输入参数；根据热烧蚀阶段和热透波阶段对应的训练样本数据，构建目标预测代理模型，并预测各输入参数对应的输出响应数据；计算输出响应数据的各阶统计矩并拟合概率密度函数曲线，获得烧蚀后电磁性能的不确定性。从而通过代理模型的形式联合热烧蚀阶段和热透波阶段，将其作为整体考虑，能够更为直观且低成本地确定天线罩在烧蚀阶段的影响因素不确定性对热透波阶段电磁性能输出不确定性的映射关系。

关键词：烧蚀透波电磁性能天线罩输出响应数据训练样本数据不确定性代理模型输入参数不确定性传播不确定性分析概率密度函数输出不确定性输入输出关系方法和装置目标预测影响因素映射关系低成本统计矩构建拟合解析直观响应预测联合

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一种基于高斯混合模型的结构随机不确定性传播方法

一种基于高斯混合模型的结构随机不确定性传播方法

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作者：张哲虞俊乐姜潮 410082 湖南省长沙市岳麓区麓山南路1号

本发明涉及随机不确定性传播技术领域，公开了一种基于高斯混合模型的结构随机不确定性传播方法，该方法提出判断准则，用于计算功能函数在输入高斯分量各个方向上的非线性度，并根据非线性度的大小，将输入高斯分量进行拆分，用方差更... 详细信息

标准号: CN117591792A

本发明涉及随机不确定性传播技术领域，公开了一种基于高斯混合模型的结构随机不确定性传播方法，该方法提出判断准则，用于计算功能函数在输入高斯分量各个方向上的非线性度，并根据非线性度的大小，将输入高斯分量进行拆分，用方差更小的高斯混合模型来表示；然后，对小方差的高斯分量基于UT变换进行不确定性传播；最后，同时计算响应PDF的熵值，当两次响应PDF的熵值差小于给定误差限时，输出最终响应的PDF。

关键词：不确定性传播高斯高斯混合模型非线性度计算功能判断准则响应次响应方差限时输出

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一种天线罩电磁性能不确定性传播方法和装置

一种天线罩电磁性能不确定性传播方法和装置

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作者：黄寒砚李启喆于哲峰谢珊刘泽苁徐春光熊梅陈琳朱瑞泓 510275 广东省广州市海珠区新港西路135号

标准号: CN116451570A

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