维修性建模与聚合随机过程分析

发布时间：2020-08-08 21:17

【摘要】：可修系统的维修性建模与分析是可靠性理论与工程中的重要研究内容。实际中系统结构复杂、状态多变,研究时需要对系统进行恰当建模、定量表示,从而对系统进行可靠性评估。本论文从实际问题出发,对不同的可修系统进行维修性建模,根据系统状态的特点进行状态聚合分类,得到新的随机过程即聚合随机过程,用以描述系统的运行情况。通过对聚合随机过程的研究,推导得到系统的传统可靠性指标与随机时间概率分布,并提出和推导系统的新可靠性指标。本论文的研究工作主要有以下方面:第一,构建由任务子系统和保障子系统组成的可修系统模型。模型中,当任务子系统发生故障时,保障子系统对其进行修理或维护。基于任务子系统已有的固定性状态,给出基于两种状态分类下的聚合随机过程,并进行分析。推导得到系统在一般分布和指数分布两种情况下的瞬时可用度、区间可用度等可靠性指标,以及工作时间、故障时间等指标的概率分布。第二,构建多状态退化的马尔可夫可修系统模型。模型中,系统的状态属性分为工作和故障两种状态集。基于不同状态聚合方式,给出四种聚合随机过程,并进行分析。推导得到系统的可用度、较低(高)退化程度概率、较低(高)退化程度状态停留时间分布等指标。提出新的可靠性指标,推导得到新可靠性指标:多点可用度、多时间可用度,以及刻画系统退化情况的多点较低(高)退化程度概率、多区间较低(高)退化程度概率等指标。第三,构建故障可忽略多状态马尔可夫可修系统模型以及故障可忽略或延迟的多状态马尔可夫可修系统模型。模型中观测到系统运行情况受故障时间长短阈值的限制,其中一部分故障状态观测时将被看作工作状态。系统具有多个状态,且状态属性不再固定。基于不同模型,给出相对应的三种聚合随机过程,并进行分析。推导得到两个新模型系统的瞬时可用度、区间可用度、停留在某个工作阶段时间分布、系统故障时间分布等指标。第四,构建故障可忽略的状态历史相依马尔可夫可修系统新模型。考虑维修时间对系统的影响,新模型中系统原有的状态属性会发生不同情况的变化。基于原始系统模型和新系统模型,给出相应的聚合随机过程,并进行分析。给出原始模型即状态历史相依马尔可夫可修系统的新可靠性指标:多点可用度和多区间可用度。推导得到新模型中系统的瞬时可用度、稳态可用度、一个工作阶段内停留于工作状态随机时间分布等指标。第五,构建对应于不同系统模型的多种聚合随机过程。在维修性建模过程中,每一种聚合随机过程用以描述不同的可修系统,并且对同一可修系统进行不同方式的状态聚合,得到不同的聚合随机过程。根据具体的聚合随机过程的特点对其进行分析,给出聚合随机过程的核以及其它性质,丰富聚合随机过程理论的研究。本研究具有重要的理论和实践意义。所得结果不仅构建了新的维修性模型,而且给出了新的聚合随机过程,促进了聚合随机过程的理论发展。此外提出了新的可靠性指标,扩展了可靠性指标的研究。研究为实际中状态多变、结构复杂的可修系统提供了可靠性分析、维修性设计与优化等方面的依据。
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB114.3

【共引文献】

相关期刊论文 前4条

1 刘宝亮;崔利荣;温艳清;;多运行水平马尔可夫可修系统的新型可靠性指标研究[J];北京理工大学学报;2014年05期

2 刘英;李荣祖;张根保;;非同型单元k/n(G)马尔可夫系统可靠性分析[J];华中科技大学学报(自然科学版);2015年03期

3 温艳清;孟献青;常克亮;;疲劳影响可忽略的聚合马尔可夫可修系统的可靠性分析[J];山东大学学报(理学版);2013年08期

4 李丹;冯强;王自力;任羿;;Quantify Measuring Method for Combat Unit Mission Focusing on Unsuccess Prevention[J];Journal of Shanghai Jiaotong University(Science);2015年04期

相关博士学位论文 前3条

1 徐玉国;装备自主维修保障关键技术研究[D];国防科学技术大学;2012年

2 杨述明;面向装备健康管理的可测性技术研究[D];国防科学技术大学;2012年

3 赵斐;基于延迟时间理论的设备系统预防性维修策略研究[D];北京科技大学;2015年

本文编号：2786125