Model parameter estimation and residual life prediction for a partially observable failing system

We consider a partially observable degrading system subject to condition monitoring and random failure. The system's condition is categorized into one of three states: a healthy state, a warning state, and a failure state. Only the failure state is observable. While the system is operational, vector data that is stochastically related to the system state is obtained through condition monitoring at regular sampling epochs. The state process evolution follows a hidden semi‐Markov model (HSMM) and Erlang distribution is used for modeling the system's sojourn time in each of its operational states. The Expectation‐maximization (EM) algorithm is applied to estimate the state and observation parameters of the HSMM. Explicit formulas for several important quantities for the system residual life estimation such as the conditional reliability function and the mean residual life are derived in terms of the posterior probability that the system is in the warning state. Numerical examples are presented to demonstrate the applicability of the estimation procedure and failure prediction method. A comparison results with hidden Markov modeling are provided to illustrate the effectiveness of the proposed model. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 62: 190–205, 2015     

基于模糊AHP的水面舰艇编队攻潜武器分配

针对水面舰艇编队攻潜武器分配问题,利用模糊AHP方法,通过构建攻潜武器分配模型,建立模糊评判矩阵,确定评价因素的权重,制定最优攻击方案,对反潜火力分配提供决策辅助,并进行了实例分析,得到了从命中概率、攻击安全、攻击时效、组织指挥等方面综合模糊评判进行攻潜武器分配的方法。     

基于流体体积模型的双层油罐渗漏数值模拟

为了对钢制强化玻璃纤维制双层油罐贯通间隙空间进行优化设计,针对目前市场上主流双层油罐间隙空间的结构特点,应用计算流体力学数值模拟软件CFD,基于多相流流体体积模型,对双层油罐内罐发生渗漏后渗漏液体在贯通间隙空间的流动特点进行模拟计算。计算结果表明：液体在间隙空间流动时,其表面力对流动的影响占支配作用,体积力的作用可以忽略;当间隙垫片之间的距离≥0.8 mm,其对液体流动的阻碍作用开始减弱;主流双层油罐间隙空间的设计不合理,无法将油罐渗漏液体尽快引流到间隙底部。最后,根据液体在间隙空间的流动特点,对双层油罐间隙空间的设计提出了改进措施。     

CS模型下IMM-PF算法在机动目标跟踪中的应用

为了解决机动目标定位跟踪问题,提出了一种基于CS(current statistical)模型的交互式多模型粒子滤波算法.在交互式多模型粒子滤波算法的基础上,计算CS模型的概率,自适应地调整CS模型中的目标加速度,反映出了目标的机动特性,充分发挥2种算法的优点,改善了CS模型的加速度不能自适应调整的缺点,提高了CS模型的自适应性和应用范围.另外,CS模型的自适应滤波方法由Kalman滤波改为粒子滤波.通过Monte Carlo对比仿真试验表明了该算法的可行性和优越性.     

基于HLA的防区外空面导弹攻防对抗仿真

针对HLA/RTI在接口规范、对象模型模板等关键技术建立分布式仿真平台的复杂性,提出了利用数字武器开发平台进行开发的方法,构建防区外空面导弹攻防对抗系统体系结构,实现了该体系结构联邦成员划分、设计联邦/仿真对象模型表等HLA仿真关键技术,并采用面向对象建模与仿真技术建立了各联邦成员的数学模型.该仿真结果表明,各联邦成员的数学模型与底层支撑环境能够相互分离,仿真模型具有良好的交互性和互操作性,可通过添加或删除联邦成员仿真不同的复杂战场想定,并可作为验证不同算例的仿真平台.     

土体泊松比对压入管桩单桩挤土位移场的影响

基于ABAQUS有限元软件,采用主从接触算法模拟桩-土相互作用、修正剑桥模型作为土体本构模型,通过在桩顶施加竖向位移荷载以及合适的网格划分技术建立了较为符合压入管桩压桩实际的有限元模型。利用得到的有限元模型模拟了压入管桩压桩产生的挤土位移场,对不同泊松比时压入管桩单桩挤土位移场进行了对比分析。结果表明:不同泊松比时竖向和水平挤土位移场沿深度方向和径向的分布规律趋于一致;土体泊松比的变化会对压入管桩压桩产生的竖向和水平挤土位移场产生较大影响;泊松比越大,压桩产生的竖向和水平挤土位移越大。     

战略战役兵棋系统中的被动声纳探测仿真

针对海战反潜作战实际,结合战略战役兵棋特点,设计了被动声纳探测仿真流程框架。为模拟探测时间的随机性,提出了被动声纳探测时间模型,并确立了探测时间与探测噪声的关系方程。从舰艇声源特性和战场环境对噪声传播的影响两方面考虑,建立了舰艇声源方程和噪声传播模型。最后,在某模拟系统上进行了验证,结果表明模型符合战略战役模拟实际。     

基于奇异值分解的潜艇磁场推算

针对潜艇磁性防护,基于磁偶极子阵列模型,建立了潜艇磁性目标高精度磁场计算模型。提出了利用奇异值分解的方法对模型进行求解,利用该求解算法进行了模型计算与实测数据比对,结果表明,该计算方法能够有效适用于计算高精度潜艇磁场。基于奇异分解的方法计算了潜艇高空磁场,计算结果可供潜艇防护磁性探测参考。     

基于ANSYS的舰船武器装备基准变化分析方法

舰船武器装备基准在外界环境作用下产生变化,从而影响武器系统的打击精度。应用ANSYS平台建立舰船有限元模型,利用三维波浪载荷的计算方法模拟航行条件下的波浪力,研究了舰船甲板面武器装备基准在两种极限海况下的变化情况,发现针对此类舰船横摇使武器装备基准产生较大的变化,并且靠近尾部和两舷位置处装备的基准变化较为显著。仿真结果表明：当舰船在风浪中航行使用武器系统时,应尽量采取顶浪航行,减少舰船横摇对武器系统基准的影响。     

漏磁检测的励磁装置优化设计

为了提高漏磁检测的灵敏度,利用ANSYS软件建立了漏磁检测励磁装置的三维有限元模型,研究了钢板的厚度、永磁体厚度、磁极面积以及磁化间隙等因素对钢板局部磁化效果的影响,得到了钢板磁化强度随永磁体几何参数改变时的变化规律,提出了永磁磁化方式下励磁装置优化设计的基本方法,对励磁装置各部分参数进行了优化设计．实验证明,优化设计的励磁装置能改善磁化效果,提高检测灵敏度．