本发明涉及可靠度分析，尤其是基于新型振荡检测机制的可靠度计算方法、装置及设备。
背景技术：
1、多年以来，工程中普遍存在的不确定性不仅带来大量的材料浪费与经济代价，并且伴随着生命的损失。结构可靠度的基本问题和工程规范的应用问题得到解决，反映了结构可靠度研究与应用的新发展，为工程结构的耐久性设计提供参考，为已有结构的维修、加固提供依据。目前，工程结构可靠度分析已经成为工程结构可靠度理论的重要组成部分，又是应用可靠度理论进行结构设计的必要环节。近年的工程实践表明，尽管目前这一理论还不是很完善，但由于其相对合理的考虑了工程结构中存在的随机性，已成为工程结构设计理论发展的一个重要方向。
2、但是，现有技术中还存在以下问题，
3、在结构可靠度理论应用于实际工程中，一次二阶矩法是目前最常用的可靠度分析方法。在采用一次二阶矩法对低非线性结构功能函数进行可靠度求解计算时，计算结果具有合理的计算精度，并且计算效率也相对较高；然而在处理高非线性结构功能函数时，该方法往往会出现迭代振荡、甚至不收敛的情况，进而导致无法求解。而随着经济的发展与科技的进步，大型复杂结构工程越来越多，对应的极限状态方程非线性程度也越来越高，也对结构可靠度分析方法提出了更高的要求。
技术实现思路
1、本发明提供基于新型振荡检测机制的可靠度计算方法、装置及设备，用以解决在高非线性及复杂功能函数下可靠度计算效率低下、反复振荡及不收敛的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供基于新型振荡检测机制的可靠度计算方法，包括以下步骤：
3、s1、输入初始值，将已知变量x0转化为服从标准正态分布的变量u0，使用chaoscontrol算法对u0进行首次迭代计算并获得理想因子；
4、s2、收集前一次迭代的失效点与极限状态函数值以及本次迭代未经调整的迭代点与极限状态函数值；
5、s3、根据收集的数据计算振荡判断因子；
6、s4、根据所述振荡判断因子与所述理想因子的大小关系及失效面距离条件调整迭代理想步长；
7、s5、根据所述理想迭代步长计算下一个迭代点，并将服从标准正态分布的变量uk+1转换为原空间变量xk+1；
8、s6、计算前后两次迭代点之间的相对误差ε＝||xk+1-xk||/||xk+1||，并根据相对误差ε判断是否停止迭代，其中xk+1与xk为前后两次迭代点坐标，若相对误差ε小于预设允许误差ε′，则停止迭代，否则迭代次数加1转至步骤s2。
9、具体的，步骤s3中振荡判断因子的计算方法如式(1)：
10、
11、其中，γk即为振荡判断因子，k是迭代次数，uk-1与g(uk-1)分表示第k-1次迭代的失效点与极限状态函数值，与分别表示本次迭代未经调整的失效点与极限状态函数值。
12、具体的，步骤s1中所述获得理想因子具体为：将首次迭代计算出的振荡判断因子作为本次计算的理想因子γ。
13、具体的，步骤s4中所述振荡判断因子与理想因子的大小关系包括：
14、若γk≥γ，说明该迭代状态处于理想迭代状态，未产生振荡；
15、若aγ≤γk＜γ，说明该迭代状态处于迂回收敛的情况，其中，a为确定迂回收敛阶段时γk下限的系数；
16、若γl≤γk＜aγ，说明迭代整体仍呈现下降趋势，但通常已经出现振荡，其中，γl为确定振荡阶段时γk的下限的系数；
17、若γk≤γl，说明迭代陷入严重发散状态，在极限状态函数值下降的法向循环。
18、具体的，步骤s4中所述失效面距离条件为：判断式(2)是否成立，
19、|g(uhk)|-|g(uk-1)|＞0 (2)
20、其中，表示本次迭代未经调整的失效点到真实失效面的距离；|g(uk-1)|表示第k-1次迭代的失效点到真实失效面的距离。
21、具体的，步骤s4中根据所述振荡判断因子与所述理想因子的大小关系及失效面距离条件调整迭代理想步长具体为：根据振荡判断因子与理想因子的大小关系及失效面距离条件对步长控制因子λ进行调整，再根据步长控制因子λ自适应计算迭代理想步长，所述步长控制因子λ调整方式如下式所示：
22、
23、其中，θk为第k次迭代转角，λk为第k次迭代的步长控制因子，λk-1为第k-1次迭代的步长控制因子，λl为最小步长控制因子，b为步长倍数。
24、具体的，所述步长控制因子λ通过迭代转角与迭代步长之间的幂函数映射模型来确定，所述幂函数如式(3)：
25、
26、其中，p为惩罚因子。
27、具体的，步骤s4还包括：当求取所述迭代理想步长采用最小步长控制因子时更新所述理想因子的值。
28、另一方面，本发明还公开了基于新型振荡检测机制的可靠度计算装置，包括以下单元：
29、初始化单元，用于将已知变量x0转化为服从标准正态分布的变量u0，使用chaoscontrol算法对u0进行首次迭代计算并获得理想因子；
30、数据收集单元，用于收集前一次迭代的失效点与极限状态函数值以及本次迭代未经调整的迭代点与极限状态函数值；
31、振荡判断因子计算单元，用于根据收集的数据计算振荡判断因子；
32、步长调整单元，用于根据所述振荡判断因子与所述理想因子的大小关系及失效面距离条件调整迭代理想步长；
33、迭代点计算单元，用于根据所述理想迭代步长计算下一个迭代点，并将服从标准正态分布的变量uk+1转换为原空间变量xk+1；
34、迭代判断单元，用于计算前后两次迭代点之间的相对误差ε＝||xk+1-xk||/||xk+1||，并根据相对误差ε判断是否停止迭代，其中xk+1与xk为前后两次迭代点坐标，若相对误差ε小于预设允许误差ε′，则停止迭代，否则迭代次数加1转至数据收集单元。
35、另一方面，本发明还公开了一种电子设备，包括处理器以及存储器；所述存储器用于存储程序；所述处理器执行所述程序实现如前面所述的方法。
36、本发明公开的基于新型振荡检测机制的可靠度计算方法，包括以下步骤：s1、输入初始值，将已知变量x0转化为服从标准正态分布的变量u0，使用chaos control算法对u0进行首次迭代计算并获得理想因子；s2、收集前一次迭代的失效点与极限状态函数值以及本次迭代未经调整的迭代点与极限状态函数值；s3、根据收集的数据计算振荡判断因子；s4、根据所述振荡判断因子与所述理想因子的大小关系及失效面距离条件调整迭代理想步长；s5、根据所述理想迭代步长计算下一个迭代点，并将服从标准正态分布的变量uk+1转换为原空间变量xk+1；s6、计算前后两次迭代点之间的相对误差ε，根据相对误差ε判断是否停止迭代。本发明通过在可靠度计算过程中构建振荡判断因子，对迭代下降进行量化处理，并对迭代全过程进行监控，更加精准判断计算中是否出现振荡情况，之后如果出现振荡即介入迭代过程控制，对可靠度计算过程中的迭代步长进行自适应调整，避免了在高非线性及复杂功能函数下可靠度计算效率低下、反复振荡及不收敛的问题，使得可靠度计算可以更加高效、稳定，且具有较高的收敛性，提高了计算过程的鲁棒性以及计算效率。
37、此外，本发明公开的通过在可靠度计算过程中构建振荡判断因子的可以有效反映可靠度计算中的振荡状态，并可以保证在同一标准(即每单位步长)下对振荡进行统一的描述、分析，极大地提高了应用范围及效率。
38、此外，本发明公开的通过判断函数值是否较上一次迭代更靠近真实失效面可以作为判断迭代点是否断靠近真实失效面的有效补充，进一步提高了可靠度计算的准确性。
1.基于新型振荡检测机制的可靠度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s3中振荡判断因子的计算方法如式(1)：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤s1中所述获得理想因子具体为：将首次迭代计算出的振荡判断因子作为本次计算的理想因子γ。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤s4中所述振荡判断因子与初始理想因子的大小关系包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤s4中所述失效面距离条件为：判断式(2)是否成立，
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤s4中根据所述振荡判断因子与所述理想因子的大小关系及失效面距离条件调整迭代理想步长具体为：根据振荡判断因子与理想因子的大小关系及失效面距离条件对步长控制因子λ进行调整，再根据步长控制因子λ自适应计算迭代理想步长，所述步长控制因子λ调整方式如下式所示：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步长控制因子λ通过迭代转角与迭代步长之间的幂函数映射模型来确定，所述幂函数如式(3)：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s4还包括：当求取所述迭代理想步长采用最小步长控制因子时更新所述理想因子的值。
9.基于新型振荡检测机制的可靠度计算装置，其特征在于，包括以下单元：
10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器；所述存储器用于存储程序；所述处理器执行所述程序实现如权利要求1至8中任一项所述的方法。
