检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机集成制造系统 2015年第3期21卷 648-655页

作者：孟欣佳敬石开刘继红张立香张贺北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 河北工程大学机电工程学院河北邯郸056038

针对同时存在随机、模糊和区间三种输入变量时的可靠性分析问题,提出了一种基于证据理论的统一可靠性分析方法。利用信息熵转化法,将模糊变量的隶属度函数转化为等效随机变量的概率密度函数;基于随机变量的区间化方法,将每个变量离散成... 详细信息

针对同时存在随机、模糊和区间三种输入变量时的可靠性分析问题,提出了一种基于证据理论的统一可靠性分析方法。利用信息熵转化法,将模糊变量的隶属度函数转化为等效随机变量的概率密度函数;基于随机变量的区间化方法,将每个变量离散成有限个小区间,根据变量的概率密度函数求解各小区间的基本概率分配;利用证据理论进行可靠性分析,最终获得可靠度R的置信度Bel(R)和似真度Pl(R)。通过两个工程算例证明了该方法的可行性和有效性。

关键词：可靠性信息熵证据理论多源不确定性基本概率分配

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多源不确定性条件下气动弹性系统颤振可靠性分析方法

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振动与冲击 2021年第3期40卷 54-62页

作者：郑宇宁中国运载火箭技术研究院空间物理重点实验室北京100076

传统的气动弹性系统颤振分析模型大多是在确定性参数条件下建立的,当系统中存在不确定因素时,按确定性方法设计的气动弹性系统存在颤振失效风险。以概率和非概率区间模型为基础,建立了单源不确定性条件下颤振可靠性分析模型;在此基础上... 详细信息

传统的气动弹性系统颤振分析模型大多是在确定性参数条件下建立的,当系统中存在不确定因素时,按确定性方法设计的气动弹性系统存在颤振失效风险。以概率和非概率区间模型为基础,建立了单源不确定性条件下颤振可靠性分析模型;在此基础上,针对含随机和区间多源不确定参数的气动弹性系统颤振可靠性分析问题,提出一种基于分步求解策略的新型混合可靠性分析与度量法,获取多源不确定性条件下气动弹性系统的颤振可靠度,实现了对多源不确定性条件下颤振可靠性的有效评估。数值算例表明,该方法与蒙特卡洛模拟法相吻合,且具有显著的计算效率优势。

关键词：气动弹性系统颤振多源不确定性可靠性区间

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多源不确定性下平面变胞机构运动可靠性分析

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机械工程学报 2021年第17期57卷 64-75页

作者：刘胜利王兴东孔建益曾婷唐伟武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 中国航天科技集团公司北京卫星制造厂北京100080

变胞机构可根据环境和工况的变化及需求,进行重组和重构,在机器人领域得到广泛应用。变胞机构可变拓扑结构特性,使得分析多源不确定性下变胞机构全构态运动可靠性更为困难。以多源不确定性下平面五杆变胞机构为研究对象,提出一种适应交... 详细信息

变胞机构可根据环境和工况的变化及需求,进行重组和重构,在机器人领域得到广泛应用。变胞机构可变拓扑结构特性,使得分析多源不确定性下变胞机构全构态运动可靠性更为困难。以多源不确定性下平面五杆变胞机构为研究对象,提出一种适应交变温度工况的变胞机构全构态运动可靠性分析方法。建立温度载荷下连杆制造公差-热变形、关节配合公差-热变形的耦合模型,采用服从截断正态分布的随机参数和区间参数描述连杆尺寸、转动副和移动副间隙的不确定性,基于变胞特性建立变胞机构全构态运动误差传递模型,结合区间优化算法和蒙特卡洛算法建立多源不确定性下变胞机构全构态运动可靠性模型。基于提出的方法,分析了交变温度工况下变胞机构全构态运动可靠性分布规律,并分析了不同孔轴配合、连杆公差等级及其热膨胀系数对变胞机构全构态运动可靠性的影响规律。

关键词：平面变胞机构多源不确定性交变温度运动可靠性

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基于广义灰色激励因子的多源不确定性指标动态综合评价模型研究

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系统工程与电子技术 2019年第3期41卷 586-593页

作者：张秦方志耕蔡佳佳李亚平贾天兵南京航空航天大学经济与管理学院江苏南京211106 南京林业大学经济管理学院江苏南京210037

由于多数评价指标的数据来源多、存储方式不一、处理方法各异等,使得其具有多源不确定性(multisource uncertainty,MSU)特点,具体表现为指标评价值往往包括灰数、模糊数、区间值模糊数以及白数等。针对此类指标的评价问题,提出了新的基... 详细信息

由于多数评价指标的数据来源多、存储方式不一、处理方法各异等,使得其具有多源不确定性(multisource uncertainty,MSU)特点,具体表现为指标评价值往往包括灰数、模糊数、区间值模糊数以及白数等。针对此类指标的评价问题,提出了新的基于广义灰色激励因子的多源不确定性指标(multi-source uncertain index,MSUI)动态综合评价模型,首先引入广义灰数的基本理念,将传统的灰色绝对关联模型扩展到评价指标为广义灰数的形式,由此得出各个时间段指标的广义灰色激励因子;然后根据指标信息不对称的特点,构建基于MSUI的广义灰色熵权模型,求解出各个指标的广义灰色熵权;接着在广义灰色激励因子与广义灰色熵权的基础上,建立基于广义灰色激励因子的MSUI动态综合评价模型;最后结合案例研究证明了模型的有效性与可行性。

关键词：多源不确定性广义灰色激励因子广义灰色熵权动态综合评价

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多源不确定性下的多智能体系统鲁棒协同跟踪控制研究

多源不确定性下的多智能体系统鲁棒协同跟踪控制研究

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作者：徐琳惜电子科技大学

学位级别：博士

近二十年来,因在多无人机编队飞行、多机器人协作探索、分布式优化、多传感器覆盖等方面的广泛应用,多智能体系统的协同控制受到广泛的关注。多智能体系统协同跟踪控制作为上述研究的基础之一,旨在设计分布式控制方法,使得所有跟随者跟... 详细信息

近二十年来,因在多无人机编队飞行、多机器人协作探索、分布式优化、多传感器覆盖等方面的广泛应用,多智能体系统的协同控制受到广泛的关注。多智能体系统协同跟踪控制作为上述研究的基础之一,旨在设计分布式控制方法,使得所有跟随者跟踪领导者的参考轨迹。但是,多智能体系统不可避免地面临多源不确定性的影响,主要包括由传感器测量误差带来的测量不确定性、建模精度不足导致的模型不确定性以及非理想执行器动态引起的输入不确定性。上述多源不确定性严重影响了多智能体系统的协同跟踪控制性能。根据以上分析,本文聚焦多源不确定性下领导者-跟随者多智能体系统的鲁棒协同跟踪控制问题,针对上述不确定性影响,以分布式观测器和分散式跟踪控制器为基础,构建层次化协同控制架构,开展了系统性研究。本文主要创新与贡献如下: 1.针对跟随者受到由传感器误差带来的测量不确定性影响的问题,提出了一种基于传感器测量误差补偿的鲁棒协同跟踪控制方法。首先,基于一种非光滑分布式观测器,利用非光滑函数对领导者增广系统的输入进行拟合,实现了对领导者输入和状态的有效估计,并形成了跟随者的跟踪参考轨迹信息;其次,在分散式跟踪控制器中,先对跟随者测量信号进行低通滤波预处理以抑制高频随机误差,然后针对低通滤波引入的相位滞后和残余的低频测量误差分别提出了相位滞后补偿器和测量误差估计器,利用闭环模型信息对相位滞后和残余误差进行解算,实现了对二者的在线估计和主动补偿,提高了控制系统的鲁棒性和对领导者参考轨迹的跟踪性能。基于李雅普诺夫稳定性理论,证明了在所提出协同控制方法作用下闭环系统跟踪误差的有界收敛性,数值仿真结果验证了该方法的有效性和性能优势。 2.针对领导者动态模型未知以及跟随者受到模型不确定性影响的问题,提出了一种基于障碍函数扰动观测器(BFDO)的鲁棒协同跟踪控制方法。首先,基于一种神经网络自适应分布式观测器对领导者的未知动态函数进行拟合,实现了对领导者状态的有效估计;其次,基于反步法,提出了BFDO与反馈控制相结合的分散式鲁棒跟踪控制器,利用已知模型信息和障碍函数对模型不确定性进行拟合,实现了对跟随者模型不确定性的主动估计和补偿,提高了控制系统的鲁棒性和对领导者参考轨迹的跟踪性能。基于李雅普诺夫稳定性理论,证明了在所提出协同控制方法作用下闭环系统跟踪误差的有界收敛性,数值仿真结果验证了该方法的有效性和性能优势。 3.针对非理想执行器动态下二阶领导者输入信息未知以及跟随者受到模型不确定性影响的问题,提出了一种基于不确定性与扰动估计器(UDE)和动态面控制(DSC)的鲁棒协同跟踪控制方法。首先,分析了非理想执行器动态下基于UDE的经典控制系统的稳定性条件,揭示了执行器动态特性会限制UDE参数的取值范围,从而影响UDE对不确定性的估计性能和控制系统的鲁棒性;其次,基于一种二阶固定时间分布式观测器,通过引入非线性幂次项加快观测误差的收敛速度,实现了对领导者状态的固定时间估计;最后,基于反步法,提出了UDE与DSC相结合的分散式鲁棒跟踪控制器,利用执行器模型信息,消除了执行器动态特性对UDE参数的限制,通过反步法将具有非匹配不确定性的高阶跟随者系统分解为只具有匹配不确定性的低阶子系统,满足了UDE仅适用于匹配不确定性的结构性约束,通过DSC,使用一阶低通滤波替代反步法固有的微分运算,避免了“复杂性爆炸”问题。基于小增益定理和类李雅普诺夫定理,证明了在所提出协同控制方法作用下闭环系统跟踪误差的有界收敛性,对四旋翼无人机全姿态协同跟踪控制的仿真结果验证了该方法的有效性和性能优势。 4.针对非理想执行器动态下三阶领导者输入信息未知以及跟随者受到模型不确定性影响的问题,提出了一种基于高阶滑模扰动观测器(HOSMDO)的鲁棒协同跟踪控制方法。首先,基于一种三阶固定时间分布式观测器,通过滑模控制使观测误差在有限时间内到达滑模面并在之后的固定时间内收敛到零,实现了对领导者状态的快速估计;其次,基于整体性设计方法,提出了HOSMDO与反馈控制相结合的分散式鲁棒跟踪控制器,整体性的反馈控制设计避免了反步法繁琐的逐层递归过程,利用已知模型信息和高阶滑模微分技术对跟随者不确定性及其各阶导数进行有限时间估计和主动补偿,提高了控制系统的鲁棒性和对领导者参考轨迹的跟踪性能。基于齐次性理论和李雅普诺夫稳定性理论,证明了在所提出协同控制方法作用下闭环系统跟踪误差的有界收敛性,对四旋翼无人机全姿态协同跟踪控制的仿真结果验证了该方法的有效性和性能优势。

关键词：多智能体系统多源不确定性协同跟踪鲁棒控制观测器

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多源不确定性结构可靠性分析及优化设计

多源不确定性结构可靠性分析及优化设计

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作者：何新党西北工业大学

学位级别：博士

不确定性普遍存在于机械(结构)系统当中，其不确定性来源是多方面的，包括客观不确定性和主观不确定性。单一的数学模型不足以对机械系统中的不确定性进行准确而全面的描述。因此开展多源不确定性结构可靠性分析及优化设计方法研究有着... 详细信息

不确定性普遍存在于机械(结构)系统当中，其不确定性来源是多方面的，包括客观不确定性和主观不确定性。单一的数学模型不足以对机械系统中的不确定性进行准确而全面的描述。因此开展多源不确定性结构可靠性分析及优化设计方法研究有着重要的理论和现实意义。本文从概率模型、模糊模型、非概率模型等多个角度对结构可靠性设计问题进行研究，建立了一些适用于复杂工程问题的结构可靠性分析方法，在此基础上开展了结构可靠性优化设计和稳健优化设计方法研究，其主要内容如下： 1.基于概率可靠性模型，研究基于有限元仿真的复杂结构可靠性分析方法。以导弹吊挂结构为研究对象，基于PCL(Patran Command Language)实现了结构有限元分析参数化。将有限元仿真与可靠性设计理论相结合，开发了基于有限元仿真分析的导弹吊挂结构可靠性分析软件平台。 2.基于模糊理论，研究了疲劳失效和共振失效下的模糊可靠性分析问题。采用隶属函数来描述结构疲劳失效的渐变过程，开展了模糊失效状态下的随机结构广义疲劳寿命可靠性分析。以三角型隶属函数来描述结构的模糊共振失效区，建立了三角型隶属函数下的结构广义共振可靠性分析模型。基于分解定理提出了λ水平截集下结构广义共振可靠性求解方法。 3.基于凸集模型，针对工程实际中大量存在的“未知但有界”参数的结构可靠性分析问题，建立了一种基于空间填充设计的非概率可靠性分析方法。该方法从非概率可靠性定义出发，以获得不确定性影响下结构功能函数的上下界为目标，基于改进的优化拉丁超立方抽样方法，使更多抽样点移向变量的边界，以达到以较少的样本点填充变量的不确定性空间并快速确定功能函数上下界的目的。该方法简单实用，适用于复杂工程结构及系统的非概率可靠性分析。 4.建立了一种基于重要抽样思想的结构非概率可靠性指标求解方法。从非概率可靠性指标的物理意义出发，将非概率可靠性指标求解问题转化为在标准化区间变量的扩展空间中以无穷范数度量的极限状态面上到坐标原点的最短距离问题。在此基础上，利用空间填充设计思想，在变量的扩展空间中找到结构失效域内距离极限状态面最近的点，然后在该设计点附近再进行重要抽样，最后通过寻优判据得到结构的非概率可靠性指标。 5.建立了区间、椭球、超椭球三种不确定性变量描述下的结构非概率可靠性分析统一模型。将均匀设计方法引入结构的非概率可靠性分析，该方法克服了传统随机抽样空间填充能力差的缺点，能够将样本均匀填充于结构的不确定性空间，因此大幅度的提升了分析的精度和抽样效率。在此基础上本文将该方法与ANSYS有限元软件相结合，提出了一种适用于复杂工程问题的结构非概率可靠性及参数灵敏度分析方法。 6.研究了不确定性结构的优化设计方法及其在工程中的应用。在工程应用方面，建立了基于Matlab优化模块的结构可靠性优化设计技术框架，实现了基于Isight的6σ稳健优化设计和基于ANSYS概率设计模块的结构Taguchi稳健优化设计。在理论研究方面，采用均匀设计方法实现设计空间的均匀填充，基于加点准则建立了具有更好近似精度的Kriging模型，在此基础上基于双Monte Carlo方法，提出了考虑变量和代理模型双重不确定下的结构稳健优化设计方法。

关键词：多源不确定性概率可靠性模糊可靠性非概率可靠性优化设计

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结构多源不确定性反问题的流形学习求解方法

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计算力学学报 2021年第4期38卷 523-530页

作者：韩旭刘杰陈金龙河北工业大学机械工程学院天津300401 湖南大学机械与运载工程学院长沙410082

针对同时考虑测量不确定性和模型不确定性的工程反问题,提出了基于混合度量和流形学习的多源不确定性计算反求方法,高效地实现了未知结构参量的不确定性度量与识别。测量响应中的不确定性采用概率模型进行度量,建模参量的不确定性采用... 详细信息

针对同时考虑测量不确定性和模型不确定性的工程反问题,提出了基于混合度量和流形学习的多源不确定性计算反求方法,高效地实现了未知结构参量的不确定性度量与识别。测量响应中的不确定性采用概率模型进行度量,建模参量的不确定性采用非概率多边凸集模型进行度量。通过建立模型参量与待反求参量累积分布函数之间的流形学习映射模型,实现了测量不确定性反问题与模型不确定性反问题的解耦,将复杂的多源不确定性反问题转化为少数测量不确定性反问题。在此转化过程中,流形学习方法将高维的累积分布函数曲线转化为低维流形空间中特征参数,通过模型参量与特征参数之间的映射模型,实现给定模型参量下相应的反求参量概率分布函数的快速预测。进一步利用衍生λ-PDF和降维积分方法,将测量不确定性反问题转化为少数确定性反问题进行求解,并利用P-box模型对反求参量的不确定性进行度量。本文提出的方法不仅能实现反求参量的高效识别,而且能准确地量化测量不确定性和模型不确定性对反求参量的综合影响。

关键词：反问题多源不确定性流形学习多边凸集 λ-PDF

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多源不确定性下收放机构运动可靠性研究

多源不确定性下收放机构运动可靠性研究

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作者：周吉垣南京航空航天大学

学位级别：硕士

针对起落架收放机构失效模式多、不确定影响因素复杂,试验成本高等问题,开展收放机构失效模式研究、不确定性对收放机构运动特性影响分析、基于分析平台的收放机构运动可靠性分析以及小样本条件下的收放机构运动可靠性评估,将可靠性应... 详细信息

针对起落架收放机构失效模式多、不确定影响因素复杂,试验成本高等问题,开展收放机构失效模式研究、不确定性对收放机构运动特性影响分析、基于分析平台的收放机构运动可靠性分析以及小样本条件下的收放机构运动可靠性评估,将可靠性应用于收放机构设计分析阶段,能够为后续的设计提供更加全面的修改意见和数据支撑。首先通过功能框图,对收放机构关键机构的功能原理进行分析,并得到收放机构任务定义。在此基础上,对收放机构开展失效模式分析,并基于系统可靠性理论和蒙特卡洛法建立多失效模式收放机构运动可靠性模型。然后借助多体动力学仿真软件和液压系统软件建立收放机构动力学联合仿真模型,克服收放机构功能函数难以建立的制约。并通过仿真和试验结果曲线对比分析,验证联合仿真模型的准确性。同时识别会导致收放机构出现失效的不确定性因素来源,并基于所建的仿真模型和不确定性影响因素,进行失效分析,寻找出不确定性影响因素的安全范围,及主要影响因素,为后续可靠性设计分析提供支撑。接着以模块化的方式设计协同仿真可靠性分析平台开展研究,并得到基于仿真模型的收放机构运动可靠度值和不确定性因素对运动可靠度的影响,为后续机构优化设计提供修改意见。最后为了降低试验成本,通过贝叶斯估计方法结合仿真和试验数据,实现小样本条件下的收放机构运动可靠度估计,通过对比基于仿真模型的可靠度结果,表明贝叶斯估计方法的可行性。

关键词：收放机构多源不确定性可靠性分析多失效模式小样本

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多源不确定性下的整流罩旋转分离可靠度分析

多源不确定性下的整流罩旋转分离可靠度分析

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作者：李文艺大连理工大学

学位级别：硕士

整流罩分离是运载火箭执行飞行任务中的重要环节,能否安全分离直接关系到发射成败。随着运载火箭规模的日趋增大,整流罩也在朝着大直径、复杂规模方向发展,影响分离的不确定性来源与数量不断增加,基于确定性分析的整流罩分离过程的刚/... 详细信息

整流罩分离是运载火箭执行飞行任务中的重要环节,能否安全分离直接关系到发射成败。随着运载火箭规模的日趋增大,整流罩也在朝着大直径、复杂规模方向发展,影响分离的不确定性来源与数量不断增加,基于确定性分析的整流罩分离过程的刚/柔性仿真技术已相对完善,但缺乏不确定性对分离影响的系统分析工作。广泛存在的多源不确定性因素将严重影响整流罩分离的可靠度,但现有的可靠度分析方法在分析大型结构受多源不确定性影响时耗时巨大,计算精度低。因此,对于多源不确定性下的整流罩分离可靠度分析工作急需完善。为研究分离过程的可靠度,本文基于非线性显式动力学分析方法,借助ABAQUS有限元分析软件,结合动态加点代理模型技术,考虑包括动力偏差、制造偏差、装配偏差、环境影响等不确定性因素,实现了对整流罩旋转分离过程的高精度可靠度分析以及冗余机构的配置优化。本文主要研究内容为:1)分别建立精细刚性,简化刚性以及精细柔性有限元模型,借助ABAQUS进行仿真分析,并将理想刚性条件下获得的分离特性与由能量守恒原理求得的解析解进行对比,验证模型的可用性与仿真分析的可行性。对模型进行模态分析与非线性显式动力学分析,获得刚/柔性整流罩分离特性以及柔性“呼吸变形”参数,结果表明,变形的存在仅会影响过顶角速度的大小,对内部包络无影响。2)形成适用于整流罩分离可靠度分析的动态加点代理模型,结合多源不确定性因素的特点建立基于混合可靠度模型的增强混沌控制可靠度分析算法。3)通过大量的有限元分析,获得影响分离特性的多源不确定性因素与分离系统存在的失效模式;结合本文提出的加点代理模型构建方式与混合可靠度分析方法对多源不确定性下的整流罩分离的可靠度进行分析,并分析动力系统对可靠度的影响,结果表明现行的设计相对保守,减少4根弹簧仍可满足可靠度要求,实现减重的设计目的。

关键词：整流罩旋转分离代理模型多源不确定性可靠度分析

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针对多源不确定性变量的非概率可靠性灵敏度分析

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机械科学与技术 2022年第5期41卷 721-728页

作者：乔心州杨果方秀荣刘鹏西安科技大学机械工程学院西安710054

采用多椭球模型描述结构多源不确定性,提出了一种非概率可靠性灵敏度分析方法。首先,将非概率可靠性指标作为多椭球模型非概率可靠性的度量标准,分别给出线性和非线性极限状态函数的非概率可靠性指标求解方法。其次,将非概率可靠性灵敏... 详细信息

采用多椭球模型描述结构多源不确定性,提出了一种非概率可靠性灵敏度分析方法。首先,将非概率可靠性指标作为多椭球模型非概率可靠性的度量标准,分别给出线性和非线性极限状态函数的非概率可靠性指标求解方法。其次,将非概率可靠性灵敏度定义为非概率可靠性指标对不确定变量均值、区间半径及相关系数的偏导数,提出一种非概率可靠性灵敏度分析的近似解析方法。再次,讨论了多椭球模型可靠性灵敏度分析方法较之于区间模型和椭球模型可靠性灵敏度分析方法的一般性和广泛适用性。最后通过3个算例验证本文所提方法的可行性和优越性。

关键词：多源不确定性多椭球模型可靠性指标可靠性灵敏度

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