面向过程的复杂多阶段任务系统可靠性设计

发布时间：2017-10-29 03:28

  本文关键词：面向过程的复杂多阶段任务系统可靠性设计

  更多相关文章： 多阶段系统 多状态系统 故障树 二元决策图 Matlab

【摘要】：随着现代航天,航空,舰船,电子等工业系统的机械装备日益复杂和自动化程度的不断提高,所呈现的多阶段多状态系统的可靠性分析变得会越来越复杂。那些重大装备系统,如航空发动机系统、飞行器飞行检测控制系统、冷热交换器与储存系统,这些系统在操作运行过程中一旦发生故障,便会造成巨大的人力和物力损失以及造成其他事故发生。所以,务必要在系统设备的设计、制造和使用环节应使用先进的可靠性工程技术来提高重大装备系统的可靠度。重大装备组成的复杂多阶段多状态系统通常呈现出多状态、多阶段任务的特点,因此在多状态、多阶段理论框架下开展对其可靠性理论与方法的研究就显得尤为重要。本论文在已有文献的基础上,对多阶段任务系统的可靠性问题进行了深入研究,研究内容主要包括以下三点：一、考虑元件在可维修状态下的多阶段多状态系统可靠性分析本章着重考虑对于所有不可修元件,采用标准的通用故障树来解决,用单阶段模型等价代替具有逻辑运算的多阶段任务系统。从而只需对单阶段模型进行分析求解：采用标准通用故障树使得多状态系统必须考虑多种失效模式才可以获得更本论文提出了等价的评估算法,并在最后通过实例验证了该方法的可行性。二、考虑元件不可维修状态下的多阶段多状态系统可靠性分析与(1)类似,对于所有可修元件构成的多阶段任务系统,不管元件状态在阶段边界处发生怎样变化,我们都需要在阶段边界范围内计算系统的离散失效概率和可靠度。同时考虑多阶段任务系统在边界处的离散失效概率,并用单阶段模型等价替代具有逻辑运算的多阶段任务系统。这是由于系统在阶段边界交界处,系统逻辑结构都会发生改变。进而求出可维修状态下的系统可靠度。提出了等价的评估算法,并在最后通过实例验证了该方法的可行性。三、考虑不可维修下元件处于不同状态的多阶段系统可靠性分析本部分重点研究了不可修的多阶段任务系统可靠性问题,在二元决策图(BDD)方法基础上,提出一种基于加权二值决策图(WBDD)的多阶段任务系统可靠性算法。考虑系统部件或者产品从完美状态到完全失效的过程中,除了两种状态之外还存在不完好状态,且能保证任务阶段的完成。一方面假设部件故障统计独立,一方面运用微部件思想处理阶段之间的相关性,共用元件的依赖性。利用边扩张构建WBDD,递归遍历WBDD结构,计算系统可靠性。提出分离与组合的方法来对上述问题进行分析和计算,最后辅以实例证明了该方法的可行性。
【关键词】：多阶段系统 多状态系统 故障树 二元决策图 Matlab
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB114.3
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 本课题国内外研究概况11-16
• 1.3 课题来源和文章结构16-17
• 第二章 PMS原理与方法17-33
• 2.1 多阶段任务系统17-18
• 2.2 多阶段任务系统建模分析18-19
• 2.3 多阶段任务系统建模分析方法19-21
• 2.4 多阶段任务系统建模与仿真21-23
• 2.5 关键技术23-32
• 2.5.1 可靠性框图23-25
• 2.5.2 故障树25-28
• 2.5.3 二值决策图28-32
• 2.6 本章小结32-33
• 第三章 基于故障树方法的维修和不可维修多阶段任务系统33-53
• 3.1 基于故障树方法的多阶段任务系统概述33-34
• 3.2 基于标准通用故障树下不可修元件的MPS可靠性分析34-37
• 3.2.1 所有元件不可修多阶段任务系统35-36
• 3.2.2 不可修多阶段任务系统可靠度分析与计算36-37
• 3.3 基于标准通用故障树下不可修MPS的可靠性实例分析37-41
• 3.4 基于标准通用故障树可修部件的MPS可靠性实例分析41-51
• 3.4.1 可修多阶段任务系统的单个元件42-44
• 3.4.2 可修元件组成的单个阶段系统44-45
• 3.4.3 可修元件组成的多阶段系统45-47
• 3.4.4 可修元件构成PMS的实例分析47-51
• 3.5 本章小结51-53
• 第四章 基于加权BDD方法的多阶段任务系统分析53-64
• 4.1 基于飞机飞行的多阶段任务系统概述53
• 4.2 基于飞机飞行系统可靠性建模53-60
• 4.2.1 WBDD建立55-56
• 4.2.2 阶段间相关性处理56-57
• 4.2.3 失效概率函数计算57
• 4.2.4 单阶段的BDD57-58
• 4.2.5 系统BDD和加权BDD构建58-59
• 4.2.6 系统可靠度计算59-60
• 4.3 基于系统多阶段任务可靠性实例分析60-63
• 4.4 本章小结63-64
• 第五章 总结与展望64-66
• 5.1 本文总结64-65
• 5.2 前景展望65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-71
• 在校期间研究成果71

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本文编号：1111229