船舶电站可靠性建模及故障树分析法研究

发布时间：2017-08-02 10:15

  本文关键词：船舶电站可靠性建模及故障树分析法研究

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【摘要】：在综合分析可靠性工程基本原理的基础上,以典型船舶电站自动控制系统为对象,结合其运行特点,采用多种可靠性分析方法,完成了船舶电站不维修系统的可靠性建模、船舶电站可修系统的可靠性建模,对船舶电站故障树分析法及其工程应用进行了系统的研究。本文主要研究内容包括以下几个方面：1完成基于元器件计数法、元器件应力分析法的船舶电站自动控制系统的可靠性预计。在确定出元件、部件的失效率的基础上,预计出船舶电站自动控制系统各单元、各分系统的失效率,最后预计出船舶电站自动控制系统的失效率。2结合船舶电站自动控制系统工程实际,提出船舶电站保护单元在可靠性建模及可靠性预计中的特殊处理方法,计算结果表明采用这一有效方法预计船舶电站的可靠性更加科学、准确。3建立船舶电站在不同工况下的可靠性框图以及相应的数学模型。在此基础上,计算出船舶电站在不同工况下的可靠度、系统平均无故障工作时间。按不同工况求解船舶电站可靠性模型的方法更加符合船舶电站的实际运行模型。4为解决一般电气冗余系统的可靠性、特别是维修性计算问题,运用基于动态可靠性技术理论中的马尔可夫过程数学模型,对一般电气冗余可修系统可用度和可靠度进行数学建模,推导出冗余可修系统可用度和可靠度的表达式,并且给出了求解复杂系统稳态可用度的简单方法,最后将上述的数学建模应用到船舶电站控制系统,给出了船舶电站工程应用实例。5针对船舶电站大型复杂控制系统普遍存在的维修、管理难题,将静态可靠性技术理论中的故障树分析法应用于船舶电站,创建了船舶电站的故障树,编写出用户程序,完成对船舶电站故障树的定性、定量分析,最后编写出供现场维修、管理人员使用的实用树、故障查找流程图等船舶电站维修、保养指南。
【关键词】：船舶电站 可靠性 维修性 可靠性模型 故障树
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U665.12
【目录】：

• 创新点摘要5-6
• 中文摘要6-7
• abstract7-12
• 第1章 绪论12-26
• 1.1 课题研究的背景和意义12-13
• 1.2 可靠性工程研究现状13-17
• 1.2.1 国外可靠性工程的发展概况13-15
• 1.2.2 我国可靠性工程的发展概况15-17
• 1.3 可靠性技术理论研究现状17-23
• 1.3.1 静态可靠性技术理论研究现状18-20
• 1.3.2 动态可靠性技术理论研究现状20-23
• 1.4 我国船舶电站可靠性技术的研究现状23-24
• 1.5 课题研究内容24-26
• 第2章 电气系统可靠性工程研究基础26-38
• 2.1 不维修系统的可靠性特征量26-34
• 2.1.1 可靠性26-29
• 2.1.2 失效率29-30
• 2.1.3 可靠性特性曲线30-31
• 2.1.4 可靠度和不可靠度以及平均无故障工作时间31-33
• 2.1.5 可靠度和失效率以及平均寿命之间的相互关系33-34
• 2.2 可修系统可靠性特征量34-37
• 2.2.1 维修性34-36
• 2.2.2 可用性和可用度36-37
• 2.3 本章小结37-38
• 第3章 船舶电站不维修系统可靠性建模38-70
• 3.1 建立系统可靠性模型的主要步骤38-40
• 3.2 建立系统可靠性模型的基本准则40-43
• 3.3 串联系统的可靠性框图与数学模型43-44
• 3.4 并联系统的可靠性框图与数学模型44-45
• 3.5 表决系统45-47
• 3.5.1 2/3(G)表决系统46-47
• 3.5.2 (n-1)/n(G)表决系统47
• 3.5.3 k/n(G)表决系统47
• 3.6 储备系统47-48
• 3.6.1 冷储备系统48
• 3.6.2 暖储备系统48
• 3.7 船舶电站不维修系统可靠性预计与建模48-69
• 3.7.1 船舶电站不维修系统可靠性预计48-53
• 3.7.2 船舶电站可靠性预计实例53-60
• 3.7.3 保护单元失效率预计加权系数法60-65
• 3.7.4 船舶电站不维修系统可靠性建模应用实例65-69
• 3.8 本章小结69-70
• 第4章 船舶电站可修系统可靠性建模70-87
• 4.1 马尔可夫过程分析法70-71
• 4.2 可修系统可靠性与维修性模型71-79
• 4.2.1 单部件可修系统可用度数学模型71-72
• 4.2.2 单部件可修系统可靠度数学模型72-73
• 4.2.3 两并联一备用可修系统可用度数学模型73-76
• 4.2.4 两并联一备用可修系统可靠度数学模型76-78
• 4.2.5 一运行两备用可修系统可用度数学模型78
• 4.2.6 一运行两备用可修系统可靠度数学模型78-79
• 4.3 基于马尔可夫过程的船舶电站可修系统可靠性建模应用实例79-86
• 4.3.1 船舶电站储备冗余系统可靠性数学建模80-84
• 4.3.2 船舶电站航行工况可用度数学建模84-85
• 4.3.3 船舶电站航行工况可靠度数学模型85-86
• 4.4 本章小结86-87
• 第5章 故障树分析法的研究与应用87-117
• 5.1 故障树分析法的特点及步骤87-88
• 5.1.1 故障树分析法的特点87-88
• 5.1.2 故障树分析法的步骤88
• 5.2 部件故障类型88
• 5.3 故障树常用符号说明88-92
• 5.3.1 事件符号88-89
• 5.3.2 逻辑门符号89-92
• 5.3.3 转移符号92
• 5.4 确定顶事件与边界条件92-95
• 5.4.1 确定顶事件92-93
• 5.4.2 确定边界条件93-95
• 5.5 建树基本规则与原则95-98
• 5.5.1 建树基本规则95-96
• 5.5.2 启发性的指导原则96-97
• 5.5.3 建树补充规则及技巧97-98
• 5.6 故障树简化98-100
• 5.7 故障树分析100-106
• 5.7.1 故障树的定性分析100-103
• 5.7.2 故障树的定量分析103-106
• 5.8 船舶电站故障树的建立及应用106-116
• 5.8.1 船舶电站故障树的建立106-111
• 5.8.2 船舶电站故障树的应用111-116
• 5.9 本章小结116-117
• 结论117-119
• 参考文献119-126
• 附录A 子树A部分人工故障树126-141
• 附录B 发电机控制系统SGA-23故障树分析结果141-149
• 攻读学位期间公开发表论文149-151
• 致谢151-152
• 作者简介152

【参考文献】

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本文编号：608762