基于网络模型的复杂机电系统可靠性评估

发布时间：2017-06-16 00:07

  本文关键词：基于网络模型的复杂机电系统可靠性评估，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：复杂机电系统作为现代生产系统的主流模式,其规模越来越庞大,逐步形成结构复杂、高度耦合的特点,并呈现出网络化的趋势。复杂机电系统的可靠性对生产行业的正常、高效运营以及国民经济的发展起着举足轻重的作用。但是目前对于复杂机电系统的可靠性评估还局限于利用传统的单一方法,不能满足其以结构网络化、状态多样化和相关失效为主要特点的系统可靠性评估需求。如何定量描述部件状态与系统可靠性之间的关系,以及部件之间的耦合依赖关系对复杂机电系统可靠性的研究将显得尤为重要。本文深入研究复杂机电系统的功能结构特点,结合日益完善的网络可靠性理论,提出一种基于网络模型的复杂机电系统可靠性评估方法。具体内容如下：1.研究流的类型和流结构下的部件功能特点,根据流的作用形式分别构建复杂机电系统同质流多态网络模型和耦合流多层网络模型；2.利用最小割集和贝叶斯方法研究节点状态和网络状态之间的逻辑关系,不同节点状态之间的相关(依赖)关系,结合部件的状态概率分布求解网络模型不同状态下的可靠度。3.利用构建的同质流、耦合流网络模型对CRHX型动车组牵引系统可靠性评估进行了应用分析。研究表明,基于网络的系统可靠性建模具有良好的系统抽象能力、功能相关建模能力以及较高的计算效率,为复杂机电系统的可靠性研究提供了新的参考方法。
【关键词】：复杂机电系统 网络模型 可靠性评估 贝叶斯理论
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH-39;TB114.3
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-23
• 1.1 研究背景与意义11-13
• 1.2 研究现状13-19
• 1.2.1 复杂机电系统的可靠性建模方法14-16
• 1.2.2 基于网络模型的系统可靠性研究方法16-18
• 1.2.3 存在的问题及解决方法18-19
• 1.3 研究内容与技术路线19-23
• 1.3.1 研究目标19-20
• 1.3.2 研究内容20
• 1.3.3 研究技术路线20-23
• 2 基于网络模型的系统可靠性研究23-35
• 2.1 网络模型23-27
• 2.1.1 图论基础23-24
• 2.1.2 多态网络模型24-25
• 2.1.3 多层网络模型25-27
• 2.2 基于网络的系统可靠性27-30
• 2.2.1 网络的可靠性概念27-28
• 2.2.2 网络可靠性评价体系28-30
• 2.3 网络可靠性计算方法30-34
• 2.3.1 最小割集30-32
• 2.3.2 网络可靠性算法32-34
• 2.4 本章小结34-35
• 3 复杂机电系统流网络模型构建35-49
• 3.1 概述35-36
• 3.2 复杂机电系统功能结构分析36-41
• 3.2.1 基本流类型及其网络化表达36-39
• 3.2.2 部件的功能特征及其网络化表达39-41
• 3.3 同质流多态网络模型构建41-44
• 3.3.1 模型的基本假设41-42
• 3.3.2 同质流网络模型构建42-43
• 3.3.3 同质流网络可靠性表达43-44
• 3.4 耦合流层次网络模型构建44-48
• 3.4.1 模型的基本假设44-45
• 3.4.2 耦合流网络模型的构建45-47
• 3.4.3 耦合流网络可靠性表达47-48
• 3.5 本章小结48-49
• 4 复杂机电系统网络可靠性计算方法49-67
• 4.1 贝叶斯理论49-52
• 4.1.1 贝叶斯基本概念49-51
• 4.1.2 贝叶斯推理方法51-52
• 4.2 同质流网络可靠性计算52-62
• 4.2.1 节点状态概率求解53-54
• 4.2.2 网络最小割集计算54-57
• 4.2.3 网络的条件状态表达57-60
• 4.2.4 网络的可靠性计算60-62
• 4.3 耦合流网络可靠性计算62-66
• 4.3.1 节点状态依赖强度计算62-64
• 4.3.2 网络的条件状态表达64-65
• 4.3.3 网络的可靠性计算65-66
• 4.4 本章小结66-67
• 5 基于网络模型的动车组牵引系统可靠性评估67-91
• 5.1 动车组牵引系统概述67-70
• 5.1.1 牵引系统结构功能总述67-68
• 5.1.2 牵引系统故障数据特点68-70
• 5.2 牵引系统流网络模型构建70-74
• 5.2.1 牵引系统同质流网络模型70-73
• 5.2.2 牵引系统耦合流网络模型73-74
• 5.3 基于贝叶斯的牵引系统网络可靠性评估74-89
• 5.3.1 牵引系统同质流网络可靠性计算74-82
• 5.3.2 牵引系统耦合流网络可靠性计算82-86
• 5.3.3 系统可靠性评估结果分析86-89
• 5.4 本章小结89-91
• 结论与展望91-93
• 研究结论91-92
• 研究展望92-93
• 参考文献93-99
• 附录A99-115
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果115-119
• 学位论文数据集119

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