Optimal replacement of continuously degrading systems in partially observed environments

Motivated by wind energy applications, we consider the problem of optimally replacing a stochastically degrading component that resides and operates in a partially observable environment. The component's rate of degradation is modulated by the stochastic environment process, and the component fails when it is accumulated degradation first reaches a fixed threshold. Assuming periodic inspection of the component, the objective is to minimize the long‐run average cost per unit time of performing preventive and reactive replacements for two distinct cases. The first case examines instantaneous replacements and fixed costs, while the second considers time‐consuming replacements and revenue losses accrued during periods of unavailability. Formulated and solved are mixed state space, partially observable Markov decision process models, both of which reveal the optimality of environment‐dependent threshold policies with respect to the component's cumulative degradation level. Additionally, it is shown that for each degradation value, a threshold policy with respect to the environment belief state is optimal if the environment alternates between two states. The threshold policies are illustrated by way of numerical examples using both synthetic and real wind turbine data. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 62: 395–415, 2015     

航空自组网中面向容错的中继节点速度控制

由于飞机节点的通信距离有限,航空自组网的网络拓扑高动态的变化会导致频繁的网络分割并严重影响网络上层应用的正常运行。为了保证飞机节点之间端到端的连通性不受影响,航空自组网必须具备容错性,即任意一个节点或链路失效后网络仍然连通。通常情况下飞机节点的运动不可控,因此可在网络中加入一定数量的中继节点,通过控制中继节点的运动速度来实现并维持航空自组网的容错性。提出了一种在线中继节点速度控制方法,该方法根据网络当前状态计算出中继节点的最佳运动方式,在保证网络容错的前提下使得中继节点在网络运行时间内所运动的总路程最短。仿真结果表明该中继节点速度控制方法在航空自组网的容错控制方面具有潜在的应用前景。     

经纬网络充气机翼构形特征与气动性能分析

将充气机翼应用于临近空间太阳能飞行器是具有创新性的设计概念。针对充气机翼构形特征和气动分析的相关问题,对构形特征进行分析和设计,并建立经纬网络充气机翼的模型;进一步运用数值方法,通过与标准翼型对比,分析二维充气机翼、三维经纬网络充气机翼的气动性能。数值分析结果表明,在设计的雷诺数条件下,充气机翼的气动性能相比于标准翼型有所降低。在此基础上,结合对流场结构和流动机理的研究,分析出导致充气机翼总阻力系数明显增加的主要原因是:充气机翼表面许多凹陷的局部区域所形成的涡结构,导致局部的摩阻有小幅的减小,但压差阻力大幅增加,最终使得总的气动性能有所降低。     

钢管约束混凝土抗侵彻性能试验

进行了12.7mm穿甲枪弹侵彻钢管约束混凝土和PVC管约束混凝土厚靶试验,建立了硬芯枪弹侵彻深度公式,研究了钢管约束混凝土的抗侵彻性能。结果表明:钢管约束混凝土靶的破坏模式与无约束混凝土靶存在显著不同,其核心混凝土侧面出现了环向裂纹;相对于无约束混凝土靶,钢管约束混凝土靶的抗侵彻能力明显提高,并具有较强的抗多发打击能力。     

动态滑翔动力学建模与风梯度能量获取

为简化问题描述和便于数学操作,对无动力飞机的动态滑翔问题做了假设,并在这些假设下建立了无动力飞机动态滑翔的动力学模型,即三维速度空间中只有一个输入变量的常微分方程组。之后,从理论上得到了这个三维速度空间中机械能可以增加的最大范围,即能增纺锤体内部,并推导出最大的机械能增加率。得出更大的风梯度、更小的阻力系数和更小的面质比更加有利于飞机获取能量的结论,该结论加深了对动态滑翔能量观点的认识,对实践有指导意义。     

院校体制编制调整中的资源优化配置

面对武警新一轮院校体制编制调整,如何优化资源配置,有效规避各种风险,是当前院校需要重点解决的课题。通过调查研究,总结分析了人、财、物等院校资源在体制编制调整中面临的风险,有针对性地提出了人力、财力和物力资源优化配置及规避风险的途径、方法和措施。对于提高资源使用效益,促进院校体制编制调整顺利推进,具有积极的指导和借鉴意义。     

怎样使教学过程更有效率

为了适应新形势的挑战,培养高素质的人才,高校的教学与管理必须进行改革。只有严格规范课堂管理,才能保证课堂教学质量,提高教学效率;教员要树立良好的师德师风,强化敬业精神,不断更新教学内容;学校要加强教学质量的监督控制,健全竞争激励机制。     

原位反应电火花沉积TiN陶瓷增强相的工艺性能

以TC4钛合金为电极,氮气作为反应气和保护气,在45钢表面原位反应生成含TiN的沉积层。对电压、电容、频率、转速和比沉积时间5个沉积层厚度影响因子,各设4个工艺水平,进行正交试验,研究多项工艺参数同时变化时沉积层厚度的变化规律。结果表明：选用电容为120μF,输出电压145 V,比沉积时间3 min/cm2时可获得综合质量最优的沉积层。电火花反应沉积层与基体形成冶金结合,沉积层均匀致密,厚度约为30～40μm,主要由TiN、FeTi和Fe9.64Ti0.36组成。沉积层的弹性模量为183.614 GPa,而纳米硬度达14.039 GPa,是基体的4倍。结果表明：原位反应电火花沉积可有效改善材料的表面性能。     

作战仿真实验中的实验参量空间分析

针对作战仿真实验中想定空间变量的复杂性,以探索性分析为视角,分析了作战仿真实验中的三类实验参量空间,详细介绍了决策参量空间、能力参量空间、环境参量空间的各种关键性参量,并结合仿真工程实践给出了相应的BNF形式化示例。对于战争复杂系统的仿真分析和实验,按照这三类参量空间对想定变量进行仿真实验设计,可以较好地确定探索性要素,优化其取值组合,并有助于得出实验结果和研究结论,认识和把握其中交织的复杂因果关系。     

高层建筑加压防烟设计主要问题研究

从设计环节出发,针对加压防烟设计中出现频率较高的风机压头、风道内壁的绝对粗糙度、竖向风道断面长宽比、断面风速选择、风机特性选择等几个主要问题进行了分析,并提出应对措施,为今后的加压防烟设计提供参考。