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基于对数分布参考点LDRP的分解多目标进化MOEA/D算法实现模拟电路故障参数估计

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仪器仪表学报 2023年第2期44卷 119-128页

作者：杨成林张棋皓王浩电子科技大学成都611731

模拟电路随工作时长的增加,其健康状态也在不断下降。及时对早期故障状态的元件进行参数估计,可以准确地评估设备健康状态,为故障预测提供参考。基于被测电路的传递函数和实测的故障响应,可反推出可能的故障参数。由于容差的影响,有很... 详细信息

模拟电路随工作时长的增加,其健康状态也在不断下降。及时对早期故障状态的元件进行参数估计,可以准确地评估设备健康状态,为故障预测提供参考。基于被测电路的传递函数和实测的故障响应,可反推出可能的故障参数。由于容差的影响,有很多参数组合可以产生相同的故障响应。本文通过数学分析,将故障参数估计问题转化为多目标优化问题,并针对优化目标量级相差巨大、难以合理生成权重向量进行环境选择等问题,提出基于对数分布参考点来指导种群进化,并提出了一种基于对数分布参考点的分解多目标进化算法,该.法能够准确且稳定地找到故障参数估计问题的最优解,通过仿真跳藕滤波电路,验证了随容差的增.,参数范围越来越宽,且所有标准偏差最大仅18.616Ω,在时间效率上,具有3种不同容差的12个故障实例的运行时间没有显著差异,平均运行时间为0.7 s,和实际电路实验证明了该算法的正确性和鲁棒性,并通过对比该方向前沿研究的其他多种算法,验证了本文的方法在精度上优于双目标进化算法2~3个数量级,对比Tadeusiewicz提出的方法具有更宽的故障区间等,验证了本文的方法具备更高的准确性和有效性,体现了本文方法的优越可靠。

关键词：参数估计容差参考点 LDRP 多目标优化

一种基于主流单倍型的家系分类法以及基于贝叶斯理论的家系Y-STR容差规律研究

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四川大学学报（医学版） 2021年第4期52卷 671-678页

作者：臧正卿赵永红蹇慧郝宏蕾苏艳佳梁伟波四川大学吴玉章学院/数学学院成都610065 四川大学华西基础医学与法医学院法医物证学教研室成都610041 浙江省公安物证鉴定中心浙江省刑事科学技术应用研究重点实验室杭州310009

目的建立在大范围人群中区别不同男性家系的分类方法,研究中国汉族男性家系成员之间Y-STR基因座容差的分布规律,探索不同容差的个体对之间间隔不同减数分裂次数的概率分布情况。方法收集12个中国汉族男性家系269名个体外周血样本与45名... 详细信息

目的建立在大范围人群中区别不同男性家系的分类方法,研究中国汉族男性家系成员之间Y-STR基因座容差的分布规律,探索不同容差的个体对之间间隔不同减数分裂次数的概率分布情况。方法收集12个中国汉族男性家系269名个体外周血样本与45名无关人员外周血样本,采用Yfiler PlusTM与ZGWZ FSY或Yfiler Platinum试剂盒,获得314个Y-STR单倍型;以重复次数为3次及以上的Y-STR单倍型为主流单倍型,选择众数最大的主流单倍型作为第一类数据中心,按Y-STR分型容差在5个基因座且6个步长以内的标准进行聚类合并,再以剩余数据中众数最大的主流单倍型作为第二类中心,依次聚类;将家系成员和无关个体分别进行两两比对,统计家系成员之间和无关个体之间的容差分布情况,进一步计算各基因座平均容差率,利用贝叶斯公式计算不同容差条件下间隔不同减数分裂次数的概率分布情况。结果269名个体被划分为12个群组,组内个体与12个已知家系成员数据的对应率为100%,45名无关个体呈散点分布;家系成员之间的容差基因座数目分布在0~7个基因座与0~7个步长以内,无关个体之间的差异则至少在11个基因座和15个步长及以上;各家系内部一步容差和两步容差数目最多的基因座均各不相同,具有家系特异性;各基因座最小突变次数、平均容差率均与突变率显著相关;0容差的两个体有19.7%的概率间隔1次减数分裂,有71.2%的概率间隔6次以内;3个一步容差的两个体有65.2%的概率间隔减数分裂次数为10次以上。结论以主流单倍型为聚类中心的聚类方法可以对大规模男性家系样本进行快速有效的区分,以及从中获得的不同容差条件下间隔不同减数分裂次数的概率分布情况,可为今后利用Y-STR数据库在家系调查、数据分析与实战应用中提供研究思路、筛选工具和重要参考依据。

关键词：法医物证学 Y-STR 容差主流单倍型聚类分析法男性家系

基于节点电压增量方程的含容差轨道电路软故障诊断

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上海交通大学学报 2017年第6期51卷 679-685页

作者：贾雷董炜孙新亚吉吟东陈华清华大学自动化系北京100084

为了解决轨道电路容差的存在使得相关的故障诊断理论方法难以用于实际工程,分析了轨道电路的容差特性,提出了基于灵敏度分析的消除容差对故障诊断影响的方法,并在此基础上提出了基于节点电压增量方程的含容差轨道电路软故障字典法.该方... 详细信息

为了解决轨道电路容差的存在使得相关的故障诊断理论方法难以用于实际工程,分析了轨道电路的容差特性,提出了基于灵敏度分析的消除容差对故障诊断影响的方法,并在此基础上提出了基于节点电压增量方程的含容差轨道电路软故障字典法.该方法是对含容差线性模拟电路故障诊断方法的拓展,也适用于一般线性模拟电路.仿真验证结果表明,所提出的方法可以有效地实现含容差轨道电路的软故障诊断.

关键词：轨道电路容差软故障诊断节点电压增量关系方程

基于行波法的振荡波电压下电缆局部放电自动定位算法

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高电压技术 2019年第4期45卷 1289-1296页

作者：张若兵陈子豪杜钢清华大学深圳研究生院深圳518055 广州供电局有限公司广州510410

振荡波测试能够有效检测出电缆缺陷并对其进行定位,而目前工程中大多依靠人工的方式实现局部放电(PD)定位。为了节约人力与时间,以行波法为理论基础设计了一种振荡波电缆局部放电定位算法。该算法首先通过浮动阈值分割信号中的脉冲,再... 详细信息

振荡波测试能够有效检测出电缆缺陷并对其进行定位,而目前工程中大多依靠人工的方式实现局部放电(PD)定位。为了节约人力与时间,以行波法为理论基础设计了一种振荡波电缆局部放电定位算法。该算法首先通过浮动阈值分割信号中的脉冲,再根据脉冲波形的特征参数进行脉冲匹配,最后根据行波法计算局部放电位置。在此基础上,以一组实际电缆局部放电信号为例,分析了不同匹配条件的容差对算法定位结果的影响,并由此得到了较优的容差设置。实际电缆测试结果表明,在较优的参数设置下,所设计的电缆局部放电定位算法对实际电缆局部放电信号的定位结果与人工定位结果高度重合,且与实际情况基本一致。该算法可为工程应用中电缆的局部放电定位提供参考。

关键词：局部放电振荡波定位算法行波法电缆测试容差

基于进化算法的数模混合电路测试优选方法研究

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基于进化算法的数模混合电路测试优选方法研究

作者：杨小燕电子科技大学

学位级别：硕士

在数模混合电路生产和使用中,测试性优化设计对故障诊断至关重要。以往单一的数字或模拟故障诊断技术在诊断数模混合电路时面临诸多困难。为提高故障诊断效率,本文结合故障诊断理论对数模混合电路的测试优选方法进行了研究,将其转化为... 详细信息

在数模混合电路生产和使用中,测试性优化设计对故障诊断至关重要。以往单一的数字或模拟故障诊断技术在诊断数模混合电路时面临诸多困难。为提高故障诊断效率,本文结合故障诊断理论对数模混合电路的测试优选方法进行了研究,将其转化为优化问题,基于进化算法实现测试生成并提出故障诊断算法对其结果进行验证。具体工作如下:1.建立数模混合电路故障元件的多维斜率故障模型。电路故障模型的建立是测试性优化设计和故障诊断的基础,首先基于电路分析理论推导多维斜率模型,获得电路故障特征矩阵。利用Multisim电路仿真软件验证了多维斜率模型的有效性。其后分析了容差对故障诊断的影响,提出通过优选最佳测试向量使元件特征向量之间的余弦距离最大化来减小的方法。2.基于单目标进化算法设计了实现数模混合电路测试生成的算法。首先通过对故障特征向量间的距离关系进行研究,将测试优选问题转化为全局优化问题。设计了实现数模混合电路测试生成的遗传算法,以DAC电路为例,对提出的算法进行验证。将提出的算法与经典的离散粒子群算法对比分析,其结果验证了提出算法的有效性。最后提出了一种基于进化算法的方法来识别敏感测点,并以PLL电路为例,验证了该方法可以用于非线性数模混合电路的测试优选。3.基于多目标进化算法设计了实现数模混合电路测试生成的算法。为了更好地解决测试向量数目与测试性指标间相互制约的难题,提出了基于多目标的测试优选方法,该方法利用特征向量的分布性和测试向量数目构造一个多维适应度函数来求解非支配解集。接着设计实现了基于多目标进化算法的测试生成,通过对DAC和ADC电路的仿真实验进行了验证。最后对比分析了两种Pareto最优解集构造方法的性能发现,在基于遗传算法求解时,本文提出的非支配排序算法构造Pareto最优解集效率更高。4.容差影响下的故障诊断研究。结合测试生成的结果进行测试性优化设计,在考虑容差条件下提出了一种基于进化算法的数模混合电路故障诊断方法。该方法不需要大量样本数据进行训练,理论上能实现0～∞的参数故障诊断。通过对DAC电路和leapfrog低通滤波电路进行故障诊断,验证了提出的诊断算法和测试优选方法的有效性。

关键词：数模混合电路测试优选故障诊断容差进化算法

基于置信水平和熵权法的参数和容差经济性设计

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哈尔滨工业大学学报 2017年第11期49卷 73-80页

作者：顾晓光马义中张延静蒋兆南京理工大学经济管理学院南京210094

为降低生产运作成本并提高产品稳健性,需要对产品系统进行参数和容差的经济性设计.本文考虑模型参数不确定性和质量损失函数系数对优化结果的影响,从质量损失成本和容差成本的角度,提出了基于置信水平和熵权法的参数和容差经济性设计方... 详细信息

为降低生产运作成本并提高产品稳健性,需要对产品系统进行参数和容差的经济性设计.本文考虑模型参数不确定性和质量损失函数系数对优化结果的影响,从质量损失成本和容差成本的角度,提出了基于置信水平和熵权法的参数和容差经济性设计方法.该方法分为两个阶段:在参数设计阶段,根据因子响应试验数据构建质量特性的响应曲面模型,进而得到质量特性规格限为约束区间的置信水平计算公式,再通过最大化置信水平得到最优设计变量;在容差设计阶段,构建质量特性的均值方差关于设计变量和容差的模型,同时根据容差成本试验数据构建容差成本模型,再采用熵权法计算质量损失函数系数进而构建总成本函数,最终通过最小化总成本计算最优容差值.本文以树脂生产过程的胺添加试验为案例,系统地研究了温度、搅拌速度和添加速度这三个设计变量对树脂粘度的影响.结果表明,与已有方法相比,通过本文方法所确定的最优设计变量及其容差值,减少了模型参数不确定性对优化结果影响,同时降低了质量损失和容差成本.

关键词：参数容差置信水平熵权法经济性设计

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末端执行器捕获容差能力地面测试系统研究

末端执行器捕获容差能力地面测试系统研究

作者：张大鹏哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着载人航天技术的日益发展,中国空间站顺利拿到通往太空的通行证,空间站运行期间需要灵活的机械臂配合末端执行器提供在轨维护、在轨装配及性能升级等在轨服务。末端执行器作为在轨服务的关键环节,投入成本巨大,风险系数高,为了确保... 详细信息

随着载人航天技术的日益发展,中国空间站顺利拿到通往太空的通行证,空间站运行期间需要灵活的机械臂配合末端执行器提供在轨维护、在轨装配及性能升级等在轨服务。末端执行器作为在轨服务的关键环节,投入成本巨大,风险系数高,为了确保太空服役时捕获可靠性,地面捕获性能测试是必经阶段。为了地面模拟末端执行器空间捕获过程,检测末端执行器在工作环境中的捕获容差性能,本文基于半物理仿真的方法研制了一套末端执行器捕获容差能力地面测试系统。首先根据任务需求,进行了末端执行器捕获容差能力地面测试系统整体方案设计,介绍了系统的工作原理及组成,描述了各组成子系统的作用及其相互联系。整体系统主要包括末端执行器抓捕子系统、捕获动力学解算子系统、模拟捕获运动执行子系统及六自由度平台控制子系统。然后根据整体设计方案,采用六自由度并联平台来复现空间捕获过程中末端执行器与目标适配器间相对运动,本文选定6-UPRU作为六自由度并联平台构型,先后对其进行运动学分析、动力学分析、奇异性及工作空间分析,综合任务需求及分析结果,对六自由度并联平台进行结构细化设计工作、控制系统设计工作,搭建六自由度并联平台实物平台。接下来建立末端执行器捕获动力学模型,用以描述捕获作用力下末端执行器和目标适配器的位形关系,仿真研究捕获接触力、质量项对二者相对运动的影响,得出减小相对运动的途径;为使末端执行器捕获容差地面测试系统稳定运行,建立单自由度捕获过程系统模型,使用劳斯判据解得系统稳定性条件,绘制符合系统稳定性参数配置的伯德图,观察各参数对系统幅值裕度及相角裕度的影响,验证稳定性条件的正确性。最后规划试验流程,根据流程完成系统坐标系建立、系统通信构建、目标适配器重力补偿、电气系统设计搭建及硬件选型等试验前期准备工作。整合所有组成子系统,搭建末端执行器捕获容差能力地面测试系统,通过该测试平台模拟末端执行器捕获过程。针对目标适配器符合测试指标的各种位姿状态,进行末端执行器抓取捕获试验,测试末端执行器的捕获性能,验证本文所研制捕获容差地面测试系统切实可行。

关键词：末端执行器空间捕获容差捕获动力学半物理仿真

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容差条件下的模拟电路多故障诊断

电子测量与仪器学报 2017年第11期31卷 1815-1820页

作者：董海迪马瑞萍王学进刘刚火箭军工程大学空间工程系西安710025 海军装备研究院北京100161

针对容差模拟电路多故障诊断问题,提出了包括故障状态检测、故障粗糙集生成和故障元件定位的分步诊断方法。将有限测点的故障状态检测转化为容差约束下的线性规划问题;推导得到故障特征等式并生成故障粗糙集,证明了在容差条件下的故障... 详细信息

针对容差模拟电路多故障诊断问题,提出了包括故障状态检测、故障粗糙集生成和故障元件定位的分步诊断方法。将有限测点的故障状态检测转化为容差约束下的线性规划问题;推导得到故障特征等式并生成故障粗糙集,证明了在容差条件下的故障特征等式中可选用标称参数电路的节点电压;对故障粗糙集中元件参数的偏差限值进行修正,对修正后的电路进行状态检测,实现故障元件定位,并估算故障参数偏差。仿真实例表明,该方法具有较高的诊断准确度和参数辨识精度。

关键词：模拟电路容差多故障线性规划

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容差模拟电路诊断中故障隔离的几何方法

电子科技大学学报 2011年第1期40卷 53-57页

作者：叶笠王厚军叶芃田书林电子科技大学自动化工程学院成都610054

针对传统故障字典法的3个主要缺陷,建立了以节点电压增量比作为特征向量的故障字典,该字典能对电路中每个元件的硬故障和软故障作出诊断,具有测前模拟次数少、占用存储空间小、诊断范围宽的特点。针对由于元件参数容差导致故障定位难度... 详细信息

针对传统故障字典法的3个主要缺陷,建立了以节点电压增量比作为特征向量的故障字典,该字典能对电路中每个元件的硬故障和软故障作出诊断,具有测前模拟次数少、占用存储空间小、诊断范围宽的特点。针对由于元件参数容差导致故障定位难度大的问题,阐述了如何将几何学中的一些观点应用到故障诊断中,并建立了3个故障隔离的几何模型;最后通过实例验证了该诊断理论和方法的正确性和有效性。该方法适用于线性模拟电路。

关键词：模拟电路故障诊断模型容差