基于Petri网的机械系统可靠性分析与故障诊断研究

发布时间：2017-09-07 12:34

  本文关键词：基于Petri网的机械系统可靠性分析与故障诊断研究

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【摘要】：Petri网模型广泛应用于相关系统及动态系统模拟，能直观地反映系统状态的变化和事件发展的过程，这一特点使得Petri网适用于机械系统可靠性的分析，尤其适合描述机械系统故障的传播过程，并通过反向推理，推断故障发生的具体原因，从而实现故障的诊断。随着机械系统复杂性的增加，系统所含零部件数量不断增大，在使用Petri网模型时会出现状态空间爆炸问题，使得在进行可靠性分析及故障诊断时计算量和复杂程度呈指数增长。解决状态空间爆炸问题是将Petri网应用于工程实际的关键，此外运用Petri网时会涉及到大量的建模及计算，这就需要计算机软件的辅助，来进行Petri网模型的绘制及相关数据的计算。本课题主要研究内容和创新之处如下： （1）利用分解法，结合随机Petri网模型及马尔科夫模型解决状态空间爆炸问题，对不同结构类型机械系统进行可靠性建模； （2）利用Petri网进行定性分析，介绍路径搜索法、库所矩阵法及关联矩阵法寻找最小割集；应用Petri网对机械系统的逻辑关系进行建模，，并利用其可达性概念和状态方程来解决故障检测与诊断问题； （3）采用VC++6.0语言结合Windows自带软件开发包Win32SDK开发出一种基于Petri网建模的可靠性分析软件，实现Petri网模型的绘制、关联矩阵的求解、状态空间分析、故障诊断等功能。
【关键词】：机械系统 分解法 Petri网 可靠性分析 故障诊断
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP301.1;TB114.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 研究背景与意义8-10
• 1.1.1 研究背景8-9
• 1.1.2 研究意义9-10
• 1.2 可靠性工程研究现状10-12
• 1.3 本论文的主要研究内容12-13
• 第2章 可靠性相关理论13-17
• 2.1 Petri 网模型13-14
• 2.2 状态空间分解法14-15
• 2.3 马尔科夫过程15-16
• 2.4 本章小结16-17
• 第3章 基于分解法建模的机械系统可靠性分析17-37
• 3.1 可靠性分析实施步骤17-18
• 3.2 模型的建立18-23
• 3.2.1 单个零部件模型的建立18-19
• 3.2.2 单个子系统模型的建立19-23
• 3.3 机械系统依赖相关性分析23-25
• 3.4 系统模型25
• 3.5 系统模型的分析及求解25-29
• 3.5.1 可达标识的推导26-27
• 3.5.2 可达图及等效半马尔科夫模型27-29
• 3.5.3 系统模型的状态方程29
• 3.5.4 系统可靠性与可用性评估29
• 3.6 实例研究29-36
• 3.6.1 泵送系统 SPN 模型30-32
• 3.6.2 泵送系统模型的分析与求解32-35
• 3.6.3 泵送系统可用性及可靠性评估35-36
• 3.7 本章小结36-37
• 第4章 基于 Petri 网的机械系统故障诊断37-47
• 4.1 应用 Petri 网作定性分析37-43
• 4.1.1 基于 Petri 网求最小割集37-39
• 4.1.2 关联矩阵求最小割集39-43
• 4.2 应用 Petri 网模型进行故障诊断43-46
• 4.2.1 可达标识43
• 4.2.2 故障诊断43-46
• 4.3 本章小结46-47
• 第5章 基于 Petri 网机械系统可靠性分析软件的开发47-59
• 5.1 软件功能定义及结构设计47-49
• 5.2 编程语言49
• 5.3 工程的建立49
• 5.4 编辑模块的实现49-51
• 5.5 分析模块的实现51-52
• 5.6 管理模块的实现52-53
• 5.7 实例应用53-58
• 5.7.1 故障树定性分析54
• 5.7.2 Petri 网模型分析54-58
• 5.8 本章小结58-59
• 第6章 总结与展望59-60
• 6.1 论文总结59
• 6.2 展望59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-65
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文65-66
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目66-67
• 详细摘要67-72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：809589