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[发明专利]一种面向数字孪生的集群系统健康状态空间度量方法-CN202310908281.X在审
发明人：冯强;郭星;孙博;杨德真;任羿;王自力 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-07-24 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G06F11/07 文献下载
摘要：本发明公开了一种面向数字孪生的集群系统健康状态空间度量方法，能够实现对集群系统任务可靠度、多层级健康指数与关键部件风险指数的同步评估，并构建系统健康状态空间用于支撑系统运维策略的优选。步骤如下：确定集群系统逻辑关系与单体组成要素，采集部件退化与故障信息；确定系统任务剖面与成功判据，评价当前与未来多个时刻的集群系统任务可靠度；确定部件权重与单体权重，评价当前与未来多个时刻的集群系统多层级健康指数；确定系统典型失效模式及其严酷度等级与发生概率等级，评价当前与未来多个时刻的关键部件风险指数；依次构建当前与未来多个时刻的集群系统健康状态切片，连接曲线并形成集群系统健康状态空间。
一种面向数字孪生集群系统健康状态空间度量方法

[发明专利]一种考虑自主性与协同性的物联网系统可靠性建模方法-CN202210776525.9有效
发明人：冯强;郭星;王自力;任羿;杨德真;孙博 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-06-30 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： H04L41/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种考虑自主性与协同性的物联网系统可靠性建模方法，通过感知类智能体、计算类智能体、决策类智能体和执行类智能体有效表征物联网系统各节点关键组件的性能特征与退化特征，实现对物联网单节点内和多节点间功能逻辑关系和失败演化路径的有效描述，反应物联网自主性与协同性驱动下的功能重构策略，进而准确评价物联网系统可靠性。步骤如下：构建感知、计算、决策和执行类智能体用于描述物联网各节点关键组件；基于物联网自主性与协同性的系统功能逻辑关系构建；基于物联网自主性与协同性的系统功能重构策略构建；运行物联网系统可靠性仿真模型并评价系统任务可靠度。
一种考虑自主协同联网系统可靠性建模方法

[发明专利]一种基于自适应贝叶斯深度学习的健康状态预测方法-CN202310753036.6在审
发明人：孙博;潘俊林;吴泽豫;王自力;冯强;任羿;杨德真 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-06-25 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： G06F18/2415 文献下载
摘要：本发明涉及一种多源不确定性下基于自适应贝叶斯深度学习的健康状态预测方法。在贝叶斯深度学习框架中引入自适应的无模型(model‑free)技术以充分发挥预测模型的能力。首先采用了一种model‑free的暂退(dropout)方法来量化认知不确定性，该方法可以自动学习dropout率和分布类型，更好地捕捉高度非线性的退化特征；其次，采用任意多项式混沌展开(arbitrary polynomial chaos expansion,aPc)方法来量化随机不确定性，该方法可以避免了从有限的样本或稀疏的信息中引入额外的主观性到假定分布中；最后，提出了一个基于自适应贝叶斯深度学习的健康状态预测框架，利用变分推理方法构建网络损失函数并开展训练，以model‑free的方式统一量化认知不确定性和随机不确定性，从而同时开展健康状态的均值预测和区间预测。
一种基于自适应贝叶斯深度学习健康状态预测方法

[发明专利]基于WGAN的一维时序数据增广方法-CN202110896042.8有效
发明人：孙博;吴泽豫;王自力;冯强;任羿;杨德真;钱诚 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-08-05 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： G06N3/0464 文献下载
摘要：本发明公开了一种一维时序数据增广方法，具体涉及一种基于Wasserstein生成对抗网络(WGAN)的数据增广方法。步骤如下：1.准备训练数据集，确保训练数据集的采样频率满足要求。2.构建生成对抗网络WGAN，构建由生成器和鉴别器组成的生成对抗网络，其损失函数由Wasserstein距离进行量化。3.训练构建的网络模型，循环训练鉴别器和生成器直到达到纳什均衡状态。4.遍历完整的时序数据，通过WGAN学习并分析时序数据的数字特征并对数字特征相同的数据进行聚类。5.对聚类完成的时序数据，利用每个子类对应的训练完成的WGAN生成器网络生成数字特征与原始数据一致的人工数据，实现数据集的增广。
基于 wgan 时序数据增广方法

[发明专利]一种基于生成式对抗网络的锂电池组健康状态评估方法-CN202310883897.6在审
发明人：任羿;唐婷;夏权;杨德真;孙博;冯强;樊冬明 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-07-19 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G01R31/392 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于生成式对抗网络的锂电池组健康状态评估方法，步骤包括：利用Adaboost算法集成ELM和KELM，建立单体电池健康指标与其健康状态之间的关系模型Adaboost‑ELM‑KELM；根据电池模块参数数据，构建面向单体电池电压数据生成的生成式对抗网络，利用生成式对抗网络生成每个单体电池的电压数据；基于生成的每个单体电压数据，采用奇异值分解算法提取电压的奇异值作为单体的健康指标；将每个单体的健康指标依次输入到关系模型中输出电池组中每个单体电池的健康状态；依次计算每个循环周期下单体中健康状态的最小值，组合起来得到整个电池组的健康状态；最后计算充放电循环开始和结束时刻所有单体电池电压、容量的均值、方差和极差，作为不一致性分析的输出结果。该方法考虑了电池单体之间的不一致性特点和实际工程中全面参数监测的成本问题，能够实现锂电池组健康状态评估。
一种基于生成对抗网络锂电池健康状态评估方法

[发明专利]一种基于物理信息神经网络的机床加工过程热误差在线评估方法-CN202310424528.0在审
发明人：任羿;梁天博;夏权;杨德真;孙博;冯强 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-04-20 - 公布日： 2023-08-18 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于物理信息神经网络机床加工过程在线热误差的方法，方法包括：1.少数测温点采集到的机床主轴表面温度数据；2.构建机床关键部件温度场传热方程；3.建立一个神经网络模型，输入为测温点温度数据及坐标；4.将神经网络的损失函数设置为两部分之和，第一部分为输出与实际温度点的均方差值，第二部分为计算得到结果带入传热方程的残差值；5.训练神经网络，利用神经网络得到温度场分布情况；6.使用实际测试的数据对神经网络定时更新；7.使用仿真数据与实测数据训练关键部件热场‑热形变的代理模型；8.建立机床拓扑模型，使用多体动力学对机床热误差的传递关系进行计算加工误差。本发明给出了一种计算加工过程中热因素影响的机床加工过程误差的方法。
一种基于物理信息神经网络机床加工过程误差在线评估方法

[发明专利]一种基于混合博弈的智能无人集群分层分布式任务规划决策方法-CN202310507651.9在审
发明人：冯强;陈尉珂;海星朔;樊冬明;王自力;任羿;杨德真;孙博 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-05-08 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： G06Q10/0631 文献下载
摘要：本发明公开了一种智能无人集群任务规划决策方法，基于混合博弈的分层分布式决策框架。步骤如下：第一步：智能无人集群问题建模：n个智能体在已知区域内执行协同任务，任务区域由目标节点的集合表示；第二步：基于合作博弈求解集群空间部署策略：设置问题变量、约束和目标函数，建立合作博弈模型，利用三角函数启发式算法求解均衡解；第三步：基于竞争博弈求解分散编队自组织任务分配策略：设置问题变量、约束和目标函数，建立竞争博弈模型，利用分布式任务分配算法求解均衡解；第四步：根据全局目标和约束条件判断策略可行性，若满足要求，输出结果并执行任务；若不满足要求，则返回第二步。
一种基于混合博弈智能无人集群分层分布式任务规划决策方法

[发明专利]一种基于蒙特卡洛仿真的装备保障设施利用率评价方法-CN202310409913.8在审
发明人：冯强;杨雨衡;任羿;杨德真;孙博;王自力 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-04-18 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： G06Q10/0639 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于蒙特卡洛仿真的装备保障设施利用率评价方法。步骤如下：1.获取保障系统中第i个保障设施可用时间Ti，i＝1，2，…，m。2.获取保障系统中第i个保障设施在第j次仿真中的的实际使用时间TUi(j)，i＝1，2，...，m，j＝1，2，...，n。3.计算第j次仿真中保障系统的总体保障设施利用率U(j)。4.通过n轮蒙特卡洛保障仿真的均值求解保障设施的利用率U。
一种基于蒙特卡洛仿真装备保障设施利用率评价方法

[发明专利]一种基于改进行车安全场的无人车路径规划方法-CN202310447053.7在审
发明人： 杨德真;李锦伦;任羿;李晓宾;孙博;冯强;王自力 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-04-24 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： G01C21/34 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于改进行车安全场的无人车路径规划方法。该方法在充分考虑复杂交通态势的情况下，提出并验证一种符合无人车安全指标的路径规划策略和控制算法。它包含四大步骤：(1)检测道路交通环境，依据行车安全场模型计算道路场强分布；(2)划分采样空间，以行车安全场作为重要度抽样的权重，沿y轴对道路进行采样，构建道路离散坐标点矩阵；(3)计算每个离散坐标点风险评价指标值——场力，构建无人车行车风险矩阵；(4)从每一层样本空间中选择场力最小的样本点下标，得最小驾驶风险的路径点序列，以此生成无人车的路径曲线。基于该方法可实现无人车更精准可靠的路径规划。
一种基于改进行车全场无人路径规划方法

[发明专利]一种基于变分模态分解的动态工况条件的锂电池健康状态估计方法-CN202310368992.2在审
发明人：任羿;姜福生;吴泽豫;夏权;孙博;杨德真;冯强 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-04-10 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： G01R31/367 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于变分模态分解的动态工况条件的锂电池健康状态估计方法，开展锂电池老化试验，对参考锂电池进行动态工况循环和标准工况放电循环，采集电压、电流、运行时间和温度的时序数据；利用安时积分法计算参考锂电池的SOH序列数据和一阶差分SOH序列数据；对动态循环运行期间的电压、电流和温度时序数据进行变分模态分解，进一步对分解结果进行快速傅立叶变换，从频域数据中提取健康特征；进一步，构建并训练长短时记忆神经网络，实现对锂电池动态工况条件的健康状态估计。该方法使用场景更加贴合锂电池真实运行状态，并实现精确的锂电池健康状态估计。
一种基于变分模态分解动态工况条件锂电池健康状态估计方法

[发明专利]一种以服务可靠性为目标的移动基站动态选址优化方法-CN202310376203.X在审
发明人：夏权;任羿;杨德真;孙博;冯强;樊冬明 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-04-11 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： H04W16/18 文献下载
摘要：本发明涉及一种以服务可靠性为目标的移动基站动态选址优化方法，步骤包括：构建规划区域的简易模型并开展初始数据采集；利用基于物理信息的神经网络方法获得固定位置基站的传播模型，融合多个传播模型获得代理信道模型；将用户服务可靠度作为遗传算法的适应度函数并进行选址规划；在区域内人员发生转移，服务可靠度下降时，重新规划并给出当前最优选址方案。该方法将物理信息与实测数据结合，兼顾准确度和效率，考虑了多个影响用户服务质量的不确定因素，能够给出更具实际参考意义的选址方案。
一种服务可靠性目标移动基站动态选址优化方法

[发明专利]基于离散事件和蒙特卡洛仿真的复杂系统可靠性评估方法-CN202211369902.3在审
发明人：李志峰;任羿;杨德真;冯强;孙博;王自力 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-11-03 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明提供一种基于离散事件和蒙特卡洛仿真方法评估复杂系统可靠性/可用性水平的方法。目的和解决的问题是：提升复杂系统模型的建模和可靠性评估的能力。该方法首先识别采用基本的建模元素构建系统的可靠性模型，这些基本的建模元素包括串联、并联、表决、旁联、桥联、载荷共享；模型构建完成后，基于离散事件仿真的方法，根据模型单元的失效分布，采样每一个单元的失效时间，当单元失效后，判断单元失效对于系统的影响，并记录在给定的任务时间内单元是否失效，若失效则记录系统的失效时间，若无失效，则记录为任务时间；最后，基于离散事件仿真过程，采用蒙特卡洛仿真方法，进行多轮仿真，得到在每一轮仿真过程中的系统失效时间，汇总并统计结果，得到系统的可靠度结果。
基于离散事件蒙特卡洛仿真复杂系统可靠性评估方法

[发明专利]一种面向可靠性数字孪生的刹车制动实验台-CN202111292142.6有效
发明人：孙博;徐建坤;姜福生;任羿;杨德真;冯强;王自力 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-11-03 - 公布日： 2023-06-20 - 主分类号： G01M17/007 文献下载
摘要：本发明公开了一种面向可靠性数字孪生的刹车制动实验台，包括机架、驱动模块、惯性载荷模块、刹车制动模块和控制系统。本发明是由伺服电机启动后带动带轮系旋转，通过电磁离合器的分离与吸合控制传动轴的旋转，传动轴将动能传递到惯量飞轮，旋转刹车片在惯量飞轮的带动下旋转，电动推杆通过轴向进给运动带动进给刹车片压紧并摩擦旋转刹车片，直至刹车片停止相对运动完成一次刹车制动模拟实验，实验过程中由动态扭矩传感器、温度传感器和压力传感器实时采集相应数据并输入到控制系统中。实验台可以为建立刹车片可靠性数字孪生体提供物理实体和实时数据。
一种面向可靠性数字孪生刹车制动实验

[发明专利]一种面向破坏恢复的无人装备集群全局弹性均衡度量与评价方法-CN202110235046.1有效
发明人：冯强;海星朔;王自力;任羿;孙博;杨德真 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-03-03 - 公布日： 2023-05-19 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种面向破坏恢复的无人装备集群全局弹性均衡度量与评价方法。步骤如下：1.基于任务等效覆盖面积的无人装备集群冗余能力度量。2.基于冗余能力的无人装备集群全局弹性均衡度量。3.基于蒙特卡洛方法的无人装备集群全局弹性均衡仿真评价。
一种面向破坏恢复无人装备集群全局弹性均衡度量评价方法

[发明专利]一种基于数字孪生的锂电池循环寿命预测及可靠性评估方法-CN202111017827.X有效
发明人： 杨德真;夏权;任羿;钱诚;孙博;冯强 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-08-31 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于数字孪生的锂电池循环寿命预测及可靠性评估方法，步骤包括：收集多个同型号同批次的锂电池循环寿命退化的历史数据，并对其进行数据预处理和降噪；分析退化数据与环境参数的关系，构建性能参数循环随机退化模型、寿命预测与可靠性评估模型；结合实时采集的数据，基于贝叶斯估计算法，采用自适应时间间隔对模型进行实时的更新和进化，并开展全寿命周期内的寿命预测与可靠性评估。本发明引入数字孪生技术，实现锂电池全寿命周期和动态多变环境下的个性化寿命预测及可靠性评估，为其应用系统的设计优化、智能化使用、运维管理、寿命与可靠性的提高提供方法和依据。
一种基于数字孪生锂电池循环寿命预测可靠性评估方法

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