基于Boltzmann输运方程的SPECT系统解析建模方法

在单光子发射断层成像(SPECT)中, 为了校正劣化因素的影响, 提高图像质量, 需要对SPECT成像的物理过程进行准确建模. 本文提出了基于Boltzmann输运方程及其Neumann级数解理论的SPECT系统解析建模方法, 并采用数论高维数值积分算法对解析建模公式进行数值求解. 分别对点源、均匀圆柱体模型和NCAT模型进行SPECT投影过程计算, 将其结果与传统的Monte Carlo建模方法进行比较. 结果表明解析建模方法的计算速度和精度综合性能优于Monte Carlo建模方法, 且具有不受统计噪声影响的优点, 因而更适于进行SPECT成像过程的建模.     

直升机载光电稳瞄系统可靠性研究与分析

 稳瞄系统可靠性对直升机载武器系统可靠性具有重要影响。通过对产品可靠性概念和军用光电系统可靠性、直升机载稳瞄系统的功能和组成单元的阐述,给出了舰载直升机光电稳瞄系统的可靠性框图和数学模型。研究了舰载直升机稳瞄系统的可靠性影响因素和系统故障模式,探讨了稳瞄系统结构、光学和电气可靠性,提出通过计算机仿真对稳瞄系统可靠性进行预计分析的方法。某舰载直升机稳瞄系统在96 h可靠性试验过程中出现故障2次,达到MTBF≤32 h的可能性指标要求。对系统可靠性提前进行预估并采取相应的设计措施,保证产品可靠性达到设计要求,提高设计质量,缩短研制周期。     

路径积分Monte Carlo方法与非线性随机振动

给出了一种求解非线性随机振动问题的新方法-基于路径积分表述的Monte Carlo方法。受白噪声激励的非线性系统的各响应统计值被表成路径积分形式,并采用Monte Carlo方法进行计算。讨论了应用方面的问题,并计算了两个实例。     

一类分时冗余系统的累伤可靠性模型及其参数估计

在不考虑部件每一次修如新的条件下,给出了物理系统状态失效时间的一种等效方法,建立了需要周期更换部件状态的分时冗余系统的累积损伤可靠性模型,并基于Weibull分布对相应模型参数进行了估计,并给出了一个用于评价系统可靠性的仿真方法. 为验证模型与仿真方法的有效性,对一个1/3型机械系统的可靠性进行了分析. 关键词： 分时冗余系统 可靠性 累积损伤模型 物理失效     

飞秒电子衍射系统中调制传递函数的理论计算

主要介绍了飞秒电子衍射系统的组成及设计指标. 包括光电阴极、电子聚焦系统、电子偏转系统、双微通道板(MCP)电子探测器等，并给出了基本的设计思路、设计结果. 光电阴极是由位于蓝宝石晶体上面的银膜构成，为了获得足够小的电子束斑以及减小电子上靶时的角度，紧贴栅极后放置一个100μm的小孔，对电子束的形状和大小进行限制. 采用磁电子透镜进行聚焦，电子衍射图样由放置在样品后面的双MCP像增强器进行探测. 在设计计算时，用Monte Carlo方法对光电子的初能量、初角度以及初位置分布进行抽样，用有限元法计算磁透镜 关键词： 飞秒电子枪 有限元法 Monte Carlo模拟 调制传递函数     

响应面方法计算HTR-10余热排出系统物理过程的失效概率

在核电站安全研究中，概率安全评价方法已经得到了广泛的应用.但是对于采用非能动设计的核电站系统，其可靠性分析的研究还处于初级阶段.非能动系统的失效不但要考虑常规可靠性分析中考虑的设备失效，还要考虑物理过程的失效.物理过程失效概率的计算方法和能动系统可靠性分析方法完全不同.本文给出物理过程失效的数学描述，介绍了一次二阶矩法、响应面方法，并且应用响应面方法计算了清华大学核能技术设计研究院10MW高温气冷实验堆(HTR-10)余热排出系统失效概率的近似值. 关键词： 概率安全评价 非能动系统 可靠性 响应面     

Monte Carlo方法在B样条函数分频理论中的应用

针对弹道参数的B样条表示问题,运用Monte Carlo方法对B样条函数分频理论进行仿真论证,得到B样条延拓节点的补充方法,并验证B样条函数逼近空间相容性定理的正确性.比较Monte Carlo方法和B样条分频算法的计算结果,说明分频算法合理.将该算法应用于外弹道跟踪测量数据的处理中,可以确定出表示弹道所需要的样条节点个数及样条节点序列的排布,有效减少待估参数个数.     

基于Phong模式的分裂Monte Carlo模拟红外室内信道脉冲响应函数

介绍了基于Phong模式的Monte Carlo方法.该方法能够对红外室内通信的重要性能参数—— 信道脉冲响应函数进行快速有效的计算，可应用于包括漫反射、镜面反射以及粗糙度介于这 两种反射之间的表面反射情形的信道中.相对于经典的有限元法，在高次反射时具有更为明 显的优势，不但计算速度快，而且计算结果也更接近真实信道环境.该方法的使用，能够为 设计高性能红外系统提供更为可靠的参数. 关键词： 红外室内通信 脉冲响应函数 分裂Monte Carlo Phong 模式     

光学应用 光学医学应用

R318.51 2005010798 散射介质中时间分辨漫反射的Monte Carlo模拟及其前瞻 =Monte Carlo simulation of time-resolved diffuse reflectance in turbid media[刊,中]／徐兰青(福建师范大学物理与光电信息科技学院.福建．福州(350007)),李晖…∥福光接术.-2004,26(1)．-60-63 综述了Monte Carlo方法在时间分辨漫反射法中的应用,介绍了时间分辨漫反射法测量组织光学特性参数的几种较为有效的时域Monte Carlo模拟算法,并对发展现状和趋势作了评价。图2参13(于晓光)     

第一性原理计算和Monte Carlo算法耦合对共掺杂稀磁半导体磁学性质的研究

将第一性原理计算和Monte Carlo算法耦合,对共掺杂稀磁半导体进行模拟,预测其磁学性质,并与同种过渡金属原子单掺杂稀磁半导体相比较进行分析.首先用第一性原理计算掺杂原子间的磁相互作用强度,作为后面Monte Carlo模拟的输入参数;然后利用Monte Carlo方法结合海森堡自旋模型和磁相互作用强度来模拟体系热力学磁化强度和磁化率,由此得到居里温度;用同样的方法模拟掺杂磁性体系的磁滞回线.计算结果显示,对应于掺Co、Al-Co、Fe、Al-Fe的ZnO基稀磁半导体的居里温度分别为346 K、450 K、743 K、467 K,与实验值很吻合;模拟这四种掺杂情况得到的磁滞回线也很符合理论分析和实验结果,且呈现和居里温度相同的变化规律.     

压水堆核电厂余热排出系统的可靠性建模与分析

为提高压水堆余热排出系统(RHRS)可靠性,对RHRS的定期检修与维护提供指导与参考,本研究采用故障树对RHRS进行可靠性建模,对系统部件进行重要度指标评价。基于重要度指标评价结果提出了含公用备件的冷备系统的改进方案,引入动态故障树冷备门描述其失效模式,利用Markov模型进行定量分析。研究结果表明,优化后的RHRS可靠度有明显提升。     

陀螺冗余安装在机载光电系统中的设计与应用北大核心CSCD

陀螺是光电系统瞄准线稳定的重要元器件,介绍了一种基于光电系统的光纤陀螺冗余安装方法。在冗余安装陀螺数量确定的前提下,考虑到工程实际应用的安装空间、体积、重量和成本等因素,设计了4个陀螺的八边形金字塔冗余安装方式,对此冗余安装方式的精度和可靠性进行了分析和仿真,并与无冗余安装进行了对比。同时,该安装方式可用于陀螺与磁流体动力学角速率传感器的冗余安装。结果表明,该方法使角速度测量的噪声标准差下降约25.3%,可靠性提升约1.75倍。该方法能有效解决某光电系统受安装空间限制而陀螺精度不够的问题,提升了光电系统可靠性;同时也可应用于三轴陀螺稳定光电系统中,对工程应用有一定的指导作用。     

基于1553B总线三冗余飞行控制系统设计与可靠性研究

对系统可靠性的探讨一直是航天飞行器设计过程中的首要议题，飞行控制系统作为核心系统，一旦出现故障会导致整个飞行任务的失败。以提升飞行可靠性需求为出发点，提出了一种基于1553B总线的飞行控制计算机三冗余设计方案，给出了冗余飞控系统的架构设计、控制板硬件构成、三模块同步方案和表决算法等设计方法，完成了飞行控制系统的冗余设计策略研究。为适应飞控系统的国产化、小型化、轻质化设计趋势，采用了基于国产SoC芯片的SiP模块以实现工程化。为研究三冗余系统方案可靠性，分析其工作状态建立了Markov模型。最后以Simulink图形化建模方法完成了相关仿真，通过对系统进行典型故障注入验证了冗余管理算法，仿真结果表明提高系统故障检测覆盖率有利于增强系统可靠性。     

随机阈值冲击模型金属化膜脉冲电容器可靠性分析

基于惯性约束聚变强激光装置中金属化膜脉冲电容器"自愈"的失效机理,提出了更为适合的冲击模型金属化膜脉冲电容器可靠性评估方法。现有的加速退化试验中,失效阈值往往是事先确定的,但考虑可靠性产品个体差异及环境影响的不同,这是不合理的,针对此问题提出了基于随机阈值的冲击模型金属化膜脉冲电容器退化建模的方法。由于模型过于复杂,采用MCMC方法进行参数估计。最后通过对电容器的仿真实验,将随机阈值下的评估结果与固定阈值的情况相对比,说明了该模型和方法的合理性,并进一步分析了不同的阈值分布均值和方差对产品可靠性的影响。     

基于动态故障树的核电站蒸汽发生器液位控制系统可靠性研究

蒸汽发生器作为压水堆核电站一、二回路之间重要的连接设备,蒸汽发生器液位控制系统(Steam Generator Water Level Control System, SGWLCS)的可靠性直接影响核电站的安全性与发电效率。基于蒸汽发生器液位控制系统的系统构成与控制逻辑,本工作采用动态故障树对SGWLCS进行可靠性建模,故障树模型中包含动态部分与静态部分,利用齐次马尔可夫链对处理器控制模块与给水阀门控制模块的热备用动态门进行计算,再根据逻辑关系分析整体故障树模型。最后,得到系统的可靠度和设备的重要度分析结果。可靠性分析表明采用热备用可以有效提高系统可靠性,通过重要度分析结果可以改进系统的设计与给出设备的定期维修建议。     

Research on atmospheric refraction correction of airborne electro-optical system target location北大核心CSCD

目标定位精度是评判机载光电系统性能的一项重要指标。对于高空机载光电系统,目标定位精度除受传感器、测距仪、载荷平台稳定精度、飞行平台稳定精度和位置精度等综合因素影响外,还受大气折射的影响,对于高空机载光电系统远距离对地观测,大气折射对目标定位的影响尤为严重。该文从大气折射对目标定位的影响机理出发,给出大气模型,分析大气折射的影响因素,并基于介于圆球体和参考旋转椭球体之间的地球模型给出了大气折射误差模型;基于该文提出的近似参考旋转椭球体地球模型,仿真分析了大气折射对目标定位的影响结果。分析结果对于机载光电系统远距离目标定位大气折射修正具有重要指导意义。     

核电厂数字化化学与容积控制系统上充功能的可靠性分析

将可控链式核裂变技术用于电力生产是原子能利用的重要形式，其中又以水冷热中子反应堆技术为主。水冷堆核电厂数字化仪控系统是核电厂的神经中枢，提高其可靠性，对核安全具有重要意义。为解决核电厂数字化仪控系统实现的备用自投、启动失效等动态行为的可靠性问题，本文研究了化容系统动态故障树分析方法，根据上充控制涉及的控制系统结构和上充泵冷热备用控制逻辑，建立了上充功能失效的动态故障树模型；采用最小割集法和Markov模型进行可靠性定量分析。可靠度分析结果表明，冗余和备用提高了系统的可靠性；重要度分析结果表明，针对系统优化设计，应优先考虑电气开关柜和接线箱，检测维修应优先考虑电气开关柜、过程控制柜。     

光电系统伺服稳定平台可靠性定性分析

以两轴四框架光电系统伺服稳定平台为研究对象,运用故障模式、影响及危害性分析（FMECA）以及模糊层次分析法,对伺服稳定平台的可靠性进行定性分析。在得到伺服稳定平台的关键故障模式和可靠性关重产品清单后,充分考虑人为主观判断的模糊性,继续深入分析关重产品对可靠性影响的重要度排序,以此作为后续可靠性设计和分配的重要参考。     

基于时/频域分析的光电吊舱稳定精度测试方法研究北大核心CSCD

稳定精度作为光电吊舱的关键性能指标之一,开展瞄准线稳定精度测试方法研究对于光电吊舱测试与验收具有重要意义。结合粗精组合稳定光电系统,提出一种基于时/频域分析的稳定精度测试方法。通过采集随机振动环境下惯性速率传感器和光学补偿元件的角位置信号,基于信号时域分析,得到图像漂移角速率、抖动及概率分布情况;基于信号频域分析,得到瞄准线角位置信号的功率谱密度。提出频段稳定精度贡献度,用于评估不同频段对稳定精度的影响程度;采用二级稳定效能提升度,评价二级稳定在不同频段对系统稳定性能的提升程度。该方法可以直观展示图像抖动及概率分布情况,同时给出影响瞄准线稳定精度的频率要素,对于指导机电系统设计具有重要的工程应用价值。