控制与决策

作者：杨璐,徐秋慧,谢乃明

单位：南京农业大学 信息与管理学院，南京 211800,,南京航空航天大学 航空航天结构力学及控制全国重点实验室，南京 210016,,南京航空航天大学 经济与管理学院，南京 211106,

关键词：可解释累积和算子;非线性灰色Bernoulli模型;可分非线性最小二乘;飞行器搭接结构;疲劳寿命预测

基金：国家自然科学基金项目(92367301, 72171116, 72301140)；南京航空航天大学中央高校基本科研业务费项目(NP2024203)；江苏省333高层次人才培养计划项目.

金属疲劳裂纹是导致航空飞行器结构失效的最常见损伤, 准确、有效地对结构疲劳裂纹扩展进行预测, 对于飞行器研制以及运营全寿命周期提供维护方案具有重要意义, 是航空工业界和学界共同关注的重要问题. 针对飞行器结构疲劳寿命预测问题, 首先, 在现有的非线性灰色Bernoulli模型的基础上, 提出一种可解释累积和算子, 明晰累积和算子的物理意义, 并基于该算子导出改进的非线性灰色Bernoulli模型; 然后, 引入可分非线性最小二乘法构建参数估计算法, 以实现模型结构参数、幂指数以及初值条件的同步估计; 最后, 通过飞行器蒙皮搭接结构的疲劳试验对所提出方法进行有效性验证, 并进行算法对比. 实验结果表明, 模型对两个试件裂纹扩展预测结果的均方根误差均小于1.9 mm, 验证了方法的有效性. 所提出方法对于飞行器结构疲劳寿命预测领域具有重要的技术价值, 对于类似的复杂装备结构疲劳寿命问题具有一定的借鉴意义.

来源：2025年第9期

《控制与决策》期刊编辑部

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