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控制与决策 2019年第12期34卷 2642-2648页

作者：张保强苏国强展铭郭勤涛厦门大学航空航天学院福建厦门361005 南京航空航天大学机电学院南京210016

在随机和认知混合不确定性表征的概率盒框架下,提出一种多响应模型确认度量方法.概率盒框架下的模型确认度量主要采用面积方法量化仿真与实验结果的一致程度,但传统面积度量方法并不适用于多个相关响应量的多输出确认度量问题.不确定性... 详细信息

在随机和认知混合不确定性表征的概率盒框架下,提出一种多响应模型确认度量方法.概率盒框架下的模型确认度量主要采用面积方法量化仿真与实验结果的一致程度,但传统面积度量方法并不适用于多个相关响应量的多输出确认度量问题.不确定性条件下多响应量模型确认度量问题,实质上是量化计算模型的多个响应量的联合概率分布与实验观测数据所服从的联合概率分布之间的差异程度.对此,引入马氏距离的概念对多响应量模型确认度量问题进行降维,以马氏距离作为转换的统计量,将多响应量的多指标确认度量问题转化为马氏距离的综合指标度量问题.数值仿真算例验证了所提出方法的正确性和稳定性,并将该方法应用于"2014年圣地亚验证与确认挑战问题"的研究.研究表明,基于概率盒和马氏距离的确认度量方法可以有效解决多相关响应量多输出模型确认度量问题.

关键词：模型确认确认度量多相关响应量概率盒马氏距离面积度量

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基于贝叶斯因子和二阶概率方法的圣地亚热传导模型确认挑战问题

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航空学报 2014年第9期35卷 2513-2521页

作者：赵亮杨战平中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900

针对美国圣地亚国家实验室为促进模型确认方法的发展所提出的热传导挑战问题,根据现代模型确认思想总结了该挑战问题解答中应包含的核心内容。在确认度量环节采用贝叶斯因子考察了实验数据是否支持所给模型,在此基础上通过二阶概率方法... 详细信息

针对美国圣地亚国家实验室为促进模型确认方法的发展所提出的热传导挑战问题,根据现代模型确认思想总结了该挑战问题解答中应包含的核心内容。在确认度量环节采用贝叶斯因子考察了实验数据是否支持所给模型,在此基础上通过二阶概率方法得到了模型预测的分布,以此计算出模型预测结论的置信度。该过程中考虑了模型参数的随机不确定性和认知不确定性,最后通过灵敏度分析辨识了模型参数的不确定性对模型预测的影响。研究表明该挑战问题中的实验数据支持所给模型,模型预测受导热系数的不确定性影响最大,模型预测材料在调控条件下的失效概率不满足调控要求,该结论的置信度为99.97%。

关键词：模型确认挑战问题贝叶斯因子确认度量二阶概率方法模型预测灵敏度分析

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考虑随机不确定性的常态仿真模型确认试验设计

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控制与决策 2020年第8期35卷 1923-1928页

作者：锁斌孙东阳曾超张保强中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900 重庆大学航空航天学院重庆400044 厦门大学航空航天学院福建厦门361005

模型确认试验是一种新的试验,其目的在于度量仿真模型的可信度.为了得到低成本、高可信度的模型确认试验方案,提出一种随机不确定性模型确认试验设计方法.首先,基于面积确认度量指标提出一种新的无量纲的模型确认度量指标(面积确认度量... 详细信息

模型确认试验是一种新的试验,其目的在于度量仿真模型的可信度.为了得到低成本、高可信度的模型确认试验方案,提出一种随机不确定性模型确认试验设计方法.首先,基于面积确认度量指标提出一种新的无量纲的模型确认度量指标(面积确认度量指标因子),并且在其基础上发展了基于专家系统的仿真模型准确性定性评判准则;然后,建立随机不确定性模型确认试验优化设计模型,提出该优化模型的求解方法;最后,通过两个数值算例对提出的模型确认试验设计方法进行验证.结果表明,小样本情况下,试验方案的随机性会影响模型评判结果的可信度;面积度量指标因子随试验样本数量的增加而收敛;随机不确定性模型确认试验设计方法能够避免试验方案对模型确认结果的影响.

关键词：确认试验确认度量面积度量不确定性专家系统优化设计

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基于功率谱密度响应的混合不确定性量化和识别方法研究

基于功率谱密度响应的混合不确定性量化和识别方法研究

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作者：苏国强厦门大学

学位级别：硕士

为了提高预测精度,复杂结构动力学仿真必须考虑众多不确定性因素,诸如结构材料的非均匀性、工作环境的不稳定性,以及建模与仿真中简化假设导致的模型偏差等。如何识别和量化建模与仿真中不同来源的不确定性是模型确认的核心问题之一。... 详细信息

为了提高预测精度,复杂结构动力学仿真必须考虑众多不确定性因素,诸如结构材料的非均匀性、工作环境的不稳定性,以及建模与仿真中简化假设导致的模型偏差等。如何识别和量化建模与仿真中不同来源的不确定性是模型确认的核心问题之一。不确定性模型修正是在传统结构动力学模型修正基础上发展起来的,对如何识别和量化多种不同来源的不确定性具有一定的指导意义。但是现有的不确定性模型修正框架多数讨论的是响应量为标量的问题,对响应量为功率谱密度函数等动力学响应问题并不适用。本文回顾了标量形式的不确定性识别和量化框架,并以概率盒方法为量化工具对混合不确定性进行量化之后,对不确定性量化和识别框架进行了改进,使其适用于功率谱密度响应问题的不确定性量化和识别。具体进行了如下几方面的研究:1、采用概率盒方法,对数值、参数和模型形式的混合不确定性量化进行了研究。明确了概率盒方法进行多源不确定性量化的总体框架和流程,对2014年圣地亚模型验证与确认挑战问题进行了多源不确定性的量化研究。研究表明,概率盒方法可以有效实现对所关心量为标量形式的多源不确定性问题进行管理和量化。2、基于概率盒方法,提出了一种多响应量的模型确认度量指标。首先引入了马氏距离的概率对多维响应量进行降维,以马氏距离为转换的统计量,将多维确认度量问题转化为马氏距离的综合度量问题,并采用数值算例和2014年圣地亚模型验证与确认挑战问题对该方法进行了验证。研究表明,基于概率盒和马氏距离的多响应量确认度量问题具有较高的正确性和稳定性。3、总结了确定性条件下功率谱密度响应的确认度量方法,指出了各种方法的适用范围;提出一种不确定性框架下功率谱密度响应的面积度量方法。针对确定性模型确认度量方法,基于广泛应用于结构动力学模型修正中的相关系数法,进一步明确了以相关系数为指标作为确认度量的概念,并总结了各类相关系数作为确认度量的适用范围。针对不确定性模型确认度量方法,基于概率盒面积度量方法进行了扩展,以适用于功率谱密度响应的确认度量。4、为了实现参数与模型形式不确定性的分离,基于功率谱密度响应,提出了一种改进的多源不确定性量化和识别方法。给出了改进的多源不确定性量化和识别方法的求解流程,对含有多个螺栓连接的框架结构功率谱密度响应进行不确定性量化和识别,并对不同激励下的功率谱密度响应进行预测,对所提出的方法进行了确认。

关键词：不确定性量化概率盒功率谱密度确认度量多源不确定性

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复杂数值仿真系统模型分层确认方法及其应用

复杂数值仿真系统模型分层确认方法及其应用

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第十四届中国CAE工程分析技术年会

作者：王瑞利喻强姚翔梁霄北京应用物理与计算数学研究所北京安怀信科技股份有限公司山东科技大学数学学院

基于试验的模型适应性确认是发展高可信度预测性仿真软件的关键。本文给出了一种复杂仿真系统模型分层确认的有效方法。该方法首先给出了复杂仿真系统自顶向下的模型分层确认树型结构构造的原则及方法,以有效指导模型确认。第二,基于试... 详细信息

基于试验的模型适应性确认是发展高可信度预测性仿真软件的关键。本文给出了一种复杂仿真系统模型分层确认的有效方法。该方法首先给出了复杂仿真系统自顶向下的模型分层确认树型结构构造的原则及方法,以有效指导模型确认。第二,基于试验和模拟给出了结果的不确定度,采用概率盒方法量化模拟与试验之间的差别,对不能满足需求的模型,采用基于试验的代理模型贝叶斯理论标定或修正方法,建立了逐层对仿真系统模型标定或修正的确认度量方法,达到仿真系统所用模型具有足够的可信度。第三,基于证据理论,采用自下向上的模型融合方法,给出了复杂仿真系统模型逐层不确定度量化和可信度评估方法,为模型的完善与改进提供发展方向,为软件预测结果的可信度评估提供手段,以减少基于数值仿真决策的风险。并以炸药爆轰圆筒试验三层模型为例,验证了方法的有效性。此方法很容易推广到多层模型,具有很好的应用价值。

关键词：模型分层确认树形结构确认试验确认度量可信度评估

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