具有不确定性声振系统的中频动力学分析及实验研究（英文）

为考虑声-振结构中不确定性对系统动态响应的影响,提出了一种基于有限元方法(FEM)和统计能力分析法(SEA)相结合的混合方法.基于该方法,研究了具有不确定性的框架-板结构的中频动力学响应并以蒙特卡洛仿真结果为基准进行了对比分析.结果表明,框架-板结构的能量响应与蒙特卡洛仿真结果具有较好的一致性,验证了混合方法对具有不确定性复杂结构的中频声-振分析的有效性.基于混合FE-SEA方法,建立了具有随机特性的某工程机械驾驶室声-振模型,通过实验对模型的激励进行了测量.计算了驾驶室FE-SEA模型的声腔声压级响应与前风挡玻璃的振动功率谱密度响应,并通过实验进行了对比分析.在中频域内,二者有着较好的一致性,预测误差小于3.5dB.     

不对中故障下带挤压油膜阻尼器的滚动轴承转子系统的动力学分析（英文）

目的:工业的不断发展对航空发动机、泵、燃气轮机等旋转机械的动力性能提出了更高的要求。转子系统是旋转机械的重要组成部分。复杂的转子系统在高速运转时会产生故障和非线性振动,从而影响系统的可靠性。因此,开展转子系统的非线性动力性研究,研究转子系统在高速运转时的非线性响应及其抑制作用对转子系统的设计和故障诊断具有重要的意义。创新点:1.在建模的时候考虑转子系统的实际结构,在不对中模型中引入齿式联轴器啮合力,在滚动轴承模型中考虑弹流润滑影响;2.探究挤压油膜阻尼器参数对转子系统非线性特性抑制的影响,总结其变化规律。方法:1.基于Hertz接触和弹流润滑理论,建立滚动轴承动力学模型,同时考虑齿式联轴器齿之间的啮合力,建立不对中故障下的齿式联轴器啮合力模型,并在此基础上,根据转子系统的支撑形式,建立0-2-1支撑的转子动力学模型;2.开展转子动力学实验,验证模型的准确性并分析不对中量对系统频谱特性的影响;3.在分析不对中故障非线性特性的基础上,研究挤压油膜阻尼器参数对于非线性特性抑制的作用。结论:1.齿式联轴器啮合作用和滚动轴承的弹流润滑对不对中故障下转子系统的失稳产生一定的影响,润滑会导致系统发生分岔的窗口推迟;2.对于转子系统的弹性支撑,其一阶临界转速和振幅随着刚度的增大而增大,选择合适的刚度有利于转子系统的稳定运行;3.挤压油膜阻尼器的参数对转子系统故障引起的非线性具有较好的抑制作用,其作用的大小取决于不对中量和挤压油膜阻尼器的油膜间隙的耦合,合理地调节油膜间隙有助于增大系统的稳定区间范围。     

基于自抗扰控制的典型RLC系统仿真研究

为有效解决二阶线性系统的时变参数与外部干扰的控制问题,提出采用自抗扰控制方法对系统进行鲁棒跟踪控制。以经典的串联RLC电路为研究对象,在考虑时变参数、外部干扰及其他不确定性因素的基础上,建立二阶系统模型;根据模型设计自抗扰控制器,其工作原理是通过扩张状态观测器实时观测系统扰动,进而补偿到自抗扰控制器中用以抑制扰动。应用Matlab进行系统仿真分析,验证了所设计控制器的有效性。     

含区间参数的不确定性结构直接可靠性设计优化（英文）

目的:为提高含区间参数不确定性结构的可靠性,提供一种基于区间模型的不确定性结构的高效可靠性设计优化方法。创新点:1.提出结构性能指标区间可靠度的统一计算公式;2.提出区间可靠度违反度的概念和基于区间可靠度违反度的优于关系准则;3.提出并实现区间可靠性优化模型的高效直接智能求解算法。方法:1.借鉴图表法并克服其局限,给出计算区间可靠度的统一公式(公式2);2.利用Kriging近似模型和内层遗传算法计算结构性能指标在不确定性参数影响下的变化区间,从而计算出区间可靠性优化模型中各结构性能指标的区间可靠度及其违反度;3.基于区间可靠度违反度的优于关系准则,通过外层遗传算法实现各结构设计矢量的直接优劣排序和区间可靠性优化模型的直接智能求解;4.通过典型算例(图3和4、表2)和工程应用实例(图8和9、表7)验证所提方法的有效性和相比间接求解方法的优越性。结论:1.考虑结构性能指标可靠性要求的不确定性结构区间可靠性设计优化模型能够有效反映实际工程中提高不确定结构可靠性的需求;2.引入区间可靠度违反度的概念和基于可靠度违反度的优于关系准则,利用嵌套遗传算法和Kriging近似模型可实现不确定性结构区间可靠性优化模型的直接高效智能求解;3.提出的区间可靠性优化模型直接求解方法能比间接方法获得更优的解。     

用人工神经网络预测时用水量的方法

根据城市时段用水量序列季节性、趋势性及随机扰动性的特点 ,利用人工神经网络方法 ,建立了时间水量短期预报模型 .选取不同的隐层结点数 ,采用相同的输入样本及预测数据进行训练和预测 ,并通过比较其相对误差的大小 ,确定了神经网络的结构 ,并应用 Matlab语言进行了具体的建模和预报 .实例考核证明 ,该方法与常用的时间序列三角函数分析法相比 ,具有预测误差小、计算速度快等特点 ,可满足供水系统调度运行的实际需要     

建模与辨识

论述复杂动态系统在运用控制理论进行自动调节时，其控制用数学模型的构建、描述及其分类。通过模型分类能够对建模的不同可能性作出较好的选择，并可按分布参数模型与集中参数模型作为区分模型类别的方式。系统辨识方法应能够消去所有扰动分量对系统的影响，而辨识方法的分类原则取决于所得数学模型采用信号的形式。     

机炉协调系统的扩增状态观测器解耦控制及多目标优化策略（英文）

面对机炉协调系统出现的未知外部扰动及模型失配问题,提出了基于模型参考的扩增状态观测器的解耦控制策略.其解耦补偿器被简化成可以付诸实施的PI形式的解耦器并在频域下得到验证.而且,解耦误差以及模型不确定性、外部扰动可以被该观测器估计出来,并通过反馈控制器加以补偿.为了降低解耦器对模型误差的敏感度,同时满足诸如安全生产操作、节能减排等更多目标,设计的参考管理器可将被控对象的跟踪设定值优化在平衡点附近.仿真结果表明,所提控制策略可以很好地抑制包含解耦误差在内的多种扰动,同时多目标优化策略可以满足以安全生产为前提的多种要求.     

Monte Carlo法在含体积缺陷压力管道可靠性分析中的应用

工业生产装置中,压力管道是重要的组成部分.通常压力管道中存在着局部减薄,而且局部减薄尺寸等参数具有物理不确定性和统计不确定性,所以应该用可靠性来定量衡量其安全状况.依据GB/T 19624-2004计算模型进行蒙特卡罗模拟,计算局部减薄管道的可靠性.该计算方法使用方便,结果可靠.     

一种应用于带时延和干扰的混凝过程的复合控制（英文）

为了解决源水水质变化、流量变化等外部干扰以及模型不匹配等内部干扰造成滤后水浊度控制性能变差的问题,提出一种基于模型预测控制和扰动观测器的复合控制方法.采用模型预测控制方法对带有大时延的混凝投加过程进行反馈控制,再结合扰动观测器对浊度控制中的源水水质变化、流量变化等扰动进行估计,将估计出的扰动用于前馈补偿来抑制扰动.最后用所提控制方法在标称情况和模型不匹配情况下对阶跃扰动和时变扰动的抗扰动性能进行测试.仿真结果表明,相比较单一的模型预测控制方法,所提复合控制方法能够显著提高滤后水浊度控制中对于外部扰动以及内部模型不匹配扰动的抑制能力.     

一种无人机空地MIMO信道的三维几何随机模型（英文）

提出一种针对无人机空地多输入多输出信道的三维非平稳几何随机模型.模型中无人机侧和地面站侧的散射体分别分布在两侧的2个圆柱体表面.为描述信道的非平稳性,所提模型考虑了无人机的旋转和加速度的影响.从理论上推导了对应时变参数的计算方法,包括无人机天线阵列角度、时延和最大多普勒频率.在此基础上,进一步推导了信道空时相关函数和多普勒功率谱密度等统计特性.最后,通过数值仿真验证了信道的统计特性.仿真结果表明：无人机和地面站的加速度越大,时间相关函数的值越小,信道在时域上的非平稳性越大;无人机旋转对空间相关性有重要影响,滚转运动对空间相关性的影响比俯仰运动更显著;无人机运动方向对多普勒功率谱密度有显著影响.     

四旋翼无人机高度控制——基于CNF与自适应非光滑控制

针对受限环境下四旋翼无人飞行器在参数不确定及外部扰动影响下的高性能高度控制问题,设计一种基于复合非线性反馈（CNF）和自适应非光滑轨迹跟踪控制的高度控制方法。通过四旋翼无人飞行器的垂直通道动力学模型分析和变换,将高度轨迹规划问题转换为输入受限的线性系统控制问题,设计CNF控制器实现轨迹生成;建立参数不确定及外部扰动影响下的垂直通道动力学模型,设计一种自适应非光滑轨迹跟踪控制器,并理论证明了闭环系统稳定性。最后,通过仿真实验验证所提出方法的有效性。结果表明,所设计方法能够有效提高参数不确定及外部扰动下的高度控制品质,且简单实用。     

一种非平稳时间序列预测建模方法

预测预报是时间序列分析的应用之一,人们根据大量的观测数据对系统进行分析,主要原因是为了能够预测小系统在未来的特性,以便对系统的特性进行处理。提出一种非平稳时间序列预测建模方法,通过实验结果表明,该模型在工程应用方面具有较高的预测精度。     

基于云-模糊模型的堆石坝施工质量评估（英文）

目的:施工质量对于大坝建设期及运行期的安全至关重要。由于施工过程中的信息不完备及碾压质量与影响因素之间的关系并不是完全确定等原因,传统的评估方法很少考虑不确定性对施工质量的影响。本文旨在探讨考虑不确定性影响的碾压质量评估方法,改善施工质量评估的可信性。创新点:1.通过研究模糊神经网络与径向基神经网络,结合云模型建立云-模糊模型;2.建立施工质量三指标体系评价方法。方法:1.通过碾压质量实时监控系统和现场试坑试验获取参数数据;2.通过云分析,建立云-模糊模型;3.对比不同的模型,验证云-模糊模型的可行性;4.利用验证的云-模糊模型对大坝施工仓面进行压实干密度预测;5.计算评价体系的三指标,对施工质量进行评估。结论:1.云-模糊模型不但能在精度上满足预测要求,而且能够综合考虑施工质量与影响因素之间的不确定性关系;2.云-模糊评价方法弥补了传统评价方法仅追求精度的单一性,使得施工质量评价更符合客观规律;3.提出的施工质量三指标评价体系充实了传统的评价方法,能够更客观地指导实际工程建设。     

基于LPC的语音信号特征参数提取算法研究

提出了一种基于LPC的语音信号特征参数提取的算法思想,对原始的语音信号进行线性预测建模,估计预算模型参数,提取LPC系数,分析LPC倒谱并计算预测误差。实验结果表明,该算法能较好的提取语音信号的特征参数,且预测重构的语音信号误差较小,易于建模的实现,为语音信号处理提供了一种特征参数提取的方法。     

不完备数据下考虑变量混合不确定性的可靠性度量方法（英文）

目的：可靠性优化需要精确度量含不确定性变量的系统可靠性。然而,工程实践中往往不能获取充足的样本数据计算可靠性指标,因此本文针对不完备数据下的系统可靠性度量开展研究。创新点：1.提出了随机变量、稀疏变量以及区间变量混合不确定性下的可靠性度量方法;2.本方法可以推广到p-box和证据理论变量等不确定性变量。方法：1.建立不完备数据下的失效概率函数;2.基于中间辅助变量实现失效概率的一致性计算;3.针对数据不完备前提下失效概率自身也是不确定性变量的问题,对失效概率指标进行敏感度分析;4.将提出的失效概率计算方法推广到p-box变量、多模态分布变量以及证据理论变量;5.采用经典函数案例验证方法的有效性,并将方法应用于锻压机的可靠性分析。结论：1.不完备数据下的系统可靠性存在较大的不确定性;2.通过中间辅助变量可以精确分析混合不确定性下系统的失效概率,确定失效概率的随机分布特性;3.提出的方法可以用较少的计算时间获得准确的可靠性结果;4.本文方法可以扩展到更多不确定性类型的可靠性分析,辅助混合不确定性优化设计。     

大坝水平位移的灰色预测

在大坝运营过程中,对大坝位移进行监测和预报的传统方法,是在大坝运营相当一段时间后,利用大量的水平位移观测数据由回归分析法建立预报模型.这种方法有需要数据量大、不能在较短的时间内建立预报模型、分布要较典型、计算量大等缺陷,而且只能建立递推模型.另外,传统方法也不能对变形系统作出全面客观分析,更不能对系统作长期预测.但灰色模型能对系统的发展变化作出全面分析,并能对系统作长期预测.笔者按照灰色理论,提出根据坝区水平位移观测资料,建立大坝水平位移变化预报的灰色GM(GKEY MODEL)模型.这种预报模型,计算简单,预报效果好.     

波动率预测的参数方法与非参数方法比较

对人民币／欧元汇率一阶差分数据建立了GARCH（1,1）模型,并在此模型基础上计算了条件方差;然后,在非参数自回归模型基础上,运用非参数局部线性估计方法计算出了条件方差;最后,运用两种不同的方法进行了比较,结果表明非参数方法的预测效果要优于参数方法的预测效果．     

一种改进的动态多响应稳健参数设计

研究动态质量特性优化问题,考虑多响应的最优性和稳健性,提出用神经网络建模、双响应曲面法和满意度函数法相结合的方法解决动态质量特性与信号因子之间存在非线性相关关系的多响应稳健参数设计问题.先将噪声因子的变化看作对响应的重复影响,利用神经网络和双响应曲面建立信号因子、可控因子与位置、散度之间的复杂模型;再运用指数满意度函数将多个双响应曲面值转化为单一的满意度衡量指标,利用遗传算法全局寻优得到最佳可控因子设置;最后利用获得的最佳可控因子组合得到信号因子与多响应之间的数据对,进而得到反映信号因子与响应之间真实关系的具体模型.     

一种利用等效模型与遗传算法的动态有限元模型修正方法

为了解决现有动态有限元模型修正方法计算效率不高或者可能获得局部最优解的问题,提出了一种利用等效模型和遗传算法的动态有限元模型修正新方法.首先,在设计参数的取值范围内,根据预设的多项式模型的阶次以及自变量的个数,利用试验设计方法获得拟合响应面模型所需要的最优样本点;通过有限元分析获得样本数据,并利用回归分析获得响应面模型,从而以响应面模型逼近结构特征与设计参数之间的函数关系.然后,在遗传算法的适应度评估环节,利用响应面模型替代有限元模型计算对应于一组设计参数的结构特征,并计算遗传个体的适应度,最终通过进化获得最优解,即为修正后的设计参数.以汽车车架模型为例,对其进行有限元分析与模态试验,并利用所提出的方法进行模型修正.修正后,模态频率误差的均方值小于2%.用修改后结构的动态特性的测试结果,对修正后有限元模型的预测能力进行检验,模态频率预测误差的均方值小于2%.     

基于灰色系统理论的湖北国内旅游预测

旅游业作为高度综合性的经济产业,其市场运行本身是一个复杂的、不确定性的巨大灰色系统。文章运用灰色系统理论,通过构建灰色模型,实现对湖北国内旅游的主要指标进行预测,并进而作出一定的分析。