变量相关情况下基于马尔可夫链样本模拟的线抽样可靠性灵敏度分析方法

针对变量具有相关性的可靠性灵敏度分析问题,提出了一种变量相关情况下基于马尔可夫链样本模拟的线抽样可靠性灵敏度分析方法。在所提方法中,首先将相关变量等价转换为独立正态变量,然后采用基于马尔可夫链样本模拟的线抽样方法,求解失效概率对等价独立正态变量分布参数的偏导数,最后利用等价变换前后变量分布参数之间的解析关系和复合函数求导法则,求得失效概率对相关变量分布参数的可靠性灵敏度。为了解所提方法的效率和精度,对所提方法的可靠性灵敏度估计值进行了方差分析。由于所提方法采用马尔可夫链快速产生失效域中的条件样本,这些失效域中的样本可用来准确获取重要方向,并可作为线抽样的随机样本,因而该方法具有很高的抽样效率。算例结果表明,所提方法是一种计算相关变量可靠性灵敏度的高效率、高精度方法。     

腐蚀疲劳裂纹扩展的马尔可夫链模型

在腐蚀环境下对LY12CZ铝合金试验件进行疲劳裂纹扩展试验,通过高倍显微镜观测并记录裂纹长度及相应的循环数。基于疲劳裂纹扩展数据的分散性及统计特性,提出用马尔可夫链模型模拟腐蚀疲劳裂纹的扩展,得到给定疲劳寿命时的裂纹超出数概率分布和给定裂纹长度时的疲劳寿命累积概率分布。将模拟结果与试验结果进行比较表明:马尔可夫链模型能够很好地模拟腐蚀疲劳裂纹扩展情况,为飞机结构的寿命预测和可靠性分析提供参考。     

智能轮询在航天测控运行管理系统中的应用

为提高对航天测控系统设备状态监视和运行管理的实时性和效率,研究了航天测控设备状态采集轮询方法,分析了固定周期轮询算法和传统基于马尔可夫链的智能轮询算法的不足,提出了一种基于马尔可夫链的改进型智能轮询策略。该方法能根据航天测控设备TRAP("陷阱")事件和MIB(管理信息库)变量关系模型,实时动态地对关联变量进行局部轮询,并动态调整轮询间隔时间。通过实验对比表明,与固定周期轮询算法、传统马尔可夫链智能轮询算法相比,该算法在数据采集的真实度和网络带宽占用上取得了更好的平衡,更能实时反映出设备状态的变化细节,占用更小的网络带宽。     

混合变量系统基于MCMC的自适应重要抽样法

 系统关键故障的发生,会导致系统处于各种离散性能降级状态.针对传统的基于马尔可夫链蒙特卡罗(Markov chain Monte Carlo,MCMC)的自适应重要抽样法只适用于连续变量系统的不足,提出考虑混合变量的基于MCMC的自适应重要抽样法,以支持系统性能可靠性的高效仿真.该方法首先将由关键故障产生的不同失效域组成失效空间,并通过初始样本点在失效空间中随机游走构造马尔可夫链模拟样本;然后综合考虑连续变量与离散变量,利用核密度估计构建混合核抽样密度函数;再根据该密度函数进行重要抽样仿真并计算系统的性能可靠性;最后对该方法的仿真效率进行理论分析.通过电液舵机(Electro-Hydrostatic Actuator,EHA)案例对方法的正确性和仿真效率进行验证.     

中国民航旅客吞吐量的灰色马尔可夫模型预测

民航旅客吞吐量的规模和增长速度是民航基础数据,是衡量民航发展的重要指标,旨在通过统计学的一般方法揭示民航旅客吞吐量的变化规律、做出准确的预测。民航旅客吞吐量的规模和增长可以使用灰色预测模型进行预测．并且结果比较准确。在此基础上,提出了引入马尔可夫链预测理论,建立民航旅客吞吐量灰色马尔可夫预测模型的设想。以期使预测结果更加准确可靠。在实例中,对比了灰色预测模型和灰色马尔可夫预测模型的预测结果．验证了民航旅客吞吐量的灰色马尔可夫预测模型预测精度高于灰色预测模型预测精度。可见。灰色马尔可夫预测模型可用于民航旅客吞吐量预测,并可以提供比灰色预测模型更为准确可靠的预测结果。最后．依据灰色马尔可夫预测模型计算得出了2007年和2008年的民航旅客吞吐量预测值．     

基于灰色马尔可夫链的航空货邮预测

结合航空货邮的特点和灰色预测及马尔可夫链理论的优点，提出航空货邮预测的灰色马尔可夫链模型。灰色马尔可夫链模型既考虑了从时间序列中挖掘数据的演变规律，又通过状态转移概率矩阵的变换，考虑数据的随机波动，它将时问序列数据固有的两种性质有机结合起来，具有严密的科学性，能较好地应用于中国航空货邮运输量的预测。     

海军航空兵机动转场备件携带量预测模型研究

针对海军航空兵转场时所携行航材备件需求量缺乏定量分析和精确数据计算方法的情况,提出了一种改进的灰色马尔可夫链模型用于预测备件携带数量。模型采用高次插值生成数据序列,并引入接近关联度改进灰色马尔可夫链状态划分方法。实例计算结果表明,该模型可提高预测备件携带数量预测精度。     

基于虚拟仪器的机载模块性能测试系统

针对传统机载设备侧重于功能测试的技术缺陷,提出了一种机载模块性能测试系统。阐述了测试系统的架构设计和基于LabVIEW的算法实现,使用虚拟仪器技术,实现了航空电子总线ARINC429模块中信号性能的自动测试和故障报告。实验结果表明,该系统能有效完成模块信号性能的自动测试与故障报告,提高了航空电子自动测试设备的通用性与可靠性,对未来两级维修体制下的航空电子设备ATE的发展具有一定的现实意义。     

基于Bayes方法的民机冗余系统可靠性评估

民机中常通过冗余设计提高系统的可靠性,研究冗余系统的可靠性评估具有工程实用性。民机故障发生具有随机性,本文采用马尔可夫链描述民机冗余系统的状态变化;考虑到民机可靠性信息较少,要充分利用多源信息,运用Bayes方法对两设备组成的冗余系统进行可靠性评估。假定设备故障间隔和维修时间均服从指数分布,在不同的先验分布下,评估了该冗余系统的平均无故障工作时间,并计算了相应的稳态可用度。针对具体数值例,采用蒙特卡罗仿真方法,评估了民机冗余系统可靠性,并对仿真结果进行了分析。     

基于灰色马尔可夫模型的公务航空市场需求预测

当前中国公务航空在快速发展的同时也受到多方面因素的制约,针对此特点,结合灰色预测与马尔可夫链理论的优点,尝试对中国公务机的需求量进行预测。首先对原始时间序列进行改进处理,建立了GM(1,1)模型,然后用马尔可夫模型对预测值予以修正。实验结果表明,改进后的灰色马尔可夫模型预测精度有了进一步提高,能较好地应用于中国公务机市场需求量的预测,且改进方法便于操作,有较高的实用性。     

基于PXI总线的数字表网络自动测试系统

应用PXI总线设备、局域网络和LabVIEW设计实现了一种基于PXI总线的数字表网络自动测试系统。结果表明,该设计方案能够完成自动测试的核心功能,依据实验室要求自动生成固定格式的证书,并达到了可靠性强、测试精度高等实验室计量校准与检定的要求。     

飞机整体驱动发电机可靠性与维修策略探究

针对飞机整体驱动发电机可靠性分析手段缺乏、故障样本小且维修策略相对保守的问题,提出了以历史故障数据为驱动的贝叶斯和马尔可夫链融合的可靠性分析方法。首先,利用蒙特卡洛方法对故障数据预处理以增大样本空间,并通过最大信息熵法求解飞机整体驱动发电机的先验分布;其次,利用马尔可夫链方法对复杂后验分布进行解算;最后,以可靠性为中心给出飞机IDG的维修建议。经过数值仿真软件计算后得IDG的累计失效函数参数估计误差分别为0.121 3和0.001 3,误差较小。仿真结果表明,提出的可靠性分析方法适用于小样本空间的飞机IDG可靠性分析,并根据结果给出了维修建议。     

多星多任务运控系统可靠性优化模型

多星多任务运控系统任务需求是根据实时执行的各种任务而不断变化的,因而其在不同的任务状态下系统具有不同的可靠性结构。首先,给出了系统任务阶段分解的方法;然后,利用连续马尔可夫链理论建立了基于多星多任务运控系统的可靠性模型,给出了固定费用投资下对系统进行可靠性优化设计的边际分析算法;最后,通过案例分析,验证了模型的可行性与实用性。     

ATE综合校准系统的软件设计及实现

通用自动测试设备（ATE）的测量准确性、可靠性会直接影响飞机综合保障的质量,因此,对此检测设备进行全面有效的测试校准,是确保测试系统完成任务的关键。为了保障测试数据准确可靠和量值传递统一及实现现场的系统性校准工作,本课题以通用自动测试设备为对象,建立了一套基于虚拟仪器技术基础上的综合校准系统。本文对系统的软件结构设计进行了分析和设计,以LCOD原型生命周期为基础,使用了面对组件的设计模式,设计和实现了软件功能,使得该系统具有一定的兼容性和可移植性,并且为扩展留下了接口,同时保证了校准数据的可靠性和精确性。     

基于树形马氏链模型的可靠性分析方法

复杂系统的极限状态函数非线性程度较高，在进行可靠性分析时，易导致失效概率的计算误差大、效率低，针对上述问题，提出了树形马氏链（TMC）算法和基于该算法的可靠性分析方法。树形马氏链是对原始马尔可夫链的改进，其状态转移过程更加灵活，具备局部多链并行和自适应探索失效域边界的特性。树形马氏链通过多候选状态点扩大对失效域信息的收集，生成能充分反映失效分布特征的样本，对该样本进行自适应核密度估计得到近似最优的重要抽样分布密度函数，从而提高计算结果的准确度。文末的数值算例和工程算例验证了算法性能，计算结果表明算法对设计点、抽样起点的位置不敏感，处理强非线性及复杂串联系统问题时，能在少样本量下得到相对高准确度的计算结果，且在样本量改变时，计算结果相对稳定可靠；工程算例给出了所提方法在实际问题下的效率，体现了所提方法的工程应用价值。     

双通道大气数据计算机自动测试设备的研制

针对双通道大气数据临机的测试问题,采用Compact PCI总线技术,设计了满足系统测试需求的硬件电路;在软件设计中采用面向对象设计思想,提高了自动测试设备运行的稳定性、准确性和可靠性。     

基于VXI及GPIB总线的自动测试系统设计

大量先进机载电子系统的应用使综合自动测试设备(IATE)的出现成为必然.通过使用综合自动测试设备来代替大量专用测试设备,不仅可以降低成本,而且可以有效提高部队综合保障能力.基于目前研制的一种综合自动测试设备,从工程化角度出发详细阐述基于VXI及GPIB总线的综合化自动测试系统开发流程,并且对系统构型、硬件设计、软件设计、系统调试都进行详细的描述与验证.通过实际测试与评估,证明该系统设计方案切实有效.     

装备的故障诊断专家系统设计

为解决装备可靠性差、维护费用高等问题,保持并提高部队装备保障能力,在结合装备实际使用需求的基础上开发了一套针对该装备的自动测试系统。在研究分析某型设备的典型故障特性的基础上,对部分故障进行了总结归纳,并初步建立了测试设备的故障树模型,再运用了基于表达式分析的故障诊断推理方法建立推理机制。最后,在明确系统功能要求和设计原则的基础上,设计了测试设备检测系统,部队实践验证该系统满足设计要求。     

多阶段含延缓纠正可靠性增长的MS-NHPP模型及其Bayes分析

针对复杂航空机电系统的多阶段含延缓纠正可靠性增长试验,提出了多阶段非齐次泊松过程(MS-NHPP)模型及其Bayes分析方法。该模型将多个阶段试验看做多个非齐次泊松过程(NHPP),它们具有相同的时间起点和不同的强度函数参数,并满足序化约束关系。对该模型采用Bayes方法进行分析,以Dirichlet分布作为验前分布,并在验后计算中采用基于Metropolis-Hastings准则的马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)方法获得各阶段可靠性参数的验后期望、方差与置信限。实例分析表明,该方法可以有效融合多阶段可靠性增长试验数据以及专家经验和历史信息,尤其适用于小样本情况,参数估计值满足序化约束关系,可靠性增长评估结果更为可信。     

基于虚拟仪器技术的电源自动测试系统

随着航空电子系统的日益完善,可靠性和可维护性已成为航空电子产品的重要技术性能指标.测试是设计和生产过程中的重要环节,测试的方法和手段日新月异,自动测试成为产品测试的主要发展方向.而电源的测试,大部分是手动完成.在测试过程中,需要人工多次调整负载和电压,同时手动计算并记录测试结果,整个测试过程极其繁琐并容易出错.从硬件和软件两个方面讨论了电源自动测试系统的设计及其实现方法.