基于功能角色模型的机电系统自动故障模式影响分析及其应用研究

发布时间：2020-08-13 10:30

【摘要】：BIT技术对提高装备的技术保障水平具有重要意义。而故障模式影响分析(FMEA)又是BIT设计的技术基础。基于功能角色模型的故障分析方法采用自上而下的思想，在系统设计开始时同步进行故障模式影响分析，这对BIT设计是有利的。本文以“机电产品BIT设计技术研究”课题为背景，对基于功能角色模型的FMEA的基本理论和实践进行比较深入系统的研究和探索。主要内容包括： 1．在总结大量文献和国内外研究现状的基础上，对目前常见的FMEA分析方式进行了归纳总结，指出功能模型是开展面向测试性／BIT设计的FMEA研究的基础。同时，给出了扩展功能角色图的形式化描述，并对故障传播规律进行了研究分析。 2．从系统设计的功能信息入手，以C．Lucas的层次功能模型为基础，提出了一种复合建模方法，比较有效地解决了功能角色模型构造问题。 3．在分析反馈系统工作原理及其功能角色模型构造特点的基础上，提出了反馈系统的故障传播分析方法和技术，充实和扩展了功能角色模型的应用范围。 4．提出了扩展功能角色图的黑盒封装模型，实现了比部件级或模块级更高层次上的系统功能信息的表达，拓展了功能角色模型的FMEA分析能力。 5．在功能建模和故障传播规则的基础上，开发了一个计算机辅助FMEA分析系统，实现了可视化图形交互建模环境和自动故障模式推理，初步满足了面向BIT设计的FMEA分析的需要。 6．针对某机电跟踪与稳定伺服平台的测试性设计需求，采用本文提出的方法，对其进行了FMEA分析，为确定系统的BIT结构打下了较好的基础。总之，本文从扩展功能角色图入手，较为全面地解决了面向BIT设计的FMEA问题，形成了一套比较完整的技术方法，为今后进一步的BI7设计奠定了一个较为坚实的基础。
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TH17
【图文】：

角色模型,功能角色模型,能域,继电器线圈

功能构是除能生成器外的其它功能构件，施加影响的构件状态决定被影响构件的状态。下面我们以一个单刀双掷的继电器为例对功能角色模型的概念进行说明脚]。继电器的结构和对应的功能角色模型如图2.2所示。继电器的两个输出端子连接两个器件:传感器sns和灯泡b。继电器线圈通电时，开关wl导通，将电源尸common和传感器相连;当继电器线圈断电时，开关wZ导通，将电源尸common和灯泡相连。图2.2继电器的结构与功能角色模型图图2.2的例子包含了四个不同的能域。开关wl、*2、sn:、b和Pg构成一个电气能域，第14页

机电产品,辅助分析,环境

圣6.2可视化图形交互建模环境的实现机电产品FMEA辅助分析环境的运行界面如图6.3。系统采用C++Bullde:开发，具有Windows系统标准的应用操作界面，因此使用起来相当简单。图中左端的电压源表示势生成器，所有电阻R表示广义阻性，电容C表示广义容性，放大器可看成一种封装的功能实体。整个建模环境采用通用的图形化界面设计形式，在屏幕上设置菜单条、工具条、设计区、状态条等不同区域。界面友好、操作简单直接。其中，菜单条给出了建模时所需的一些基本操作。文件菜单用来设置系统文件操作，如打开、关闭文件等;编辑菜单用来设置模型编辑相关的操作

结构图,伺服平台,结构图

字卫星电视接收机组成，用于接收电视信号，并向电机提供电平强度信号参考:主控计算机模块主要完成传感器信号接收和处理、姿态解算、电平信号采集、系统运行状态监控等一系列工作[781179]。具体的机电伺服平台结构和原理图分别如图7.1和图7.2。图7.1机电伺服平台结构图机电伺服平台的方位一俯仰型天线的运动为天线座转盘水平方位转动和天线俯仰运动第”页

【参考文献】