高压脉冲电源能源模块系统的可靠性分析

发布时间：2022-04-27 18:49

　　惯性约束激光聚变装置,是在实验室条件下以强激光作为驱动源来实现热核聚变的装置,其研制是一个国家科学研究水平、能源领域发展和国防建设的重要标志。高压脉冲电源能源模块系统作为我国大型科学工程惯性约束激光聚变装置的重要组成部分,其可靠性直接关系到激光装置的主要技术指标,影响装置的可靠性和打靶成功率。因此,对高压脉冲电源能源模块系统开展可靠性研究,具有十分重要的现实意义。现有的多部件系统可靠性评估中通常假设各部件失效规律恒定不变且部件间失效相互独立,事实上,由于高压脉冲电源能源模块系统具有结构复杂且精密、故障模式种类繁多、工作环境多变且严峻、包含大量冗余设计等特点,其部件存在失效相关、失效规律复杂多变和多失效模式等特征。针对上述问题,本论文从高压脉冲电源能源模块系统的可靠性出发,针对系统中的失效相关性,开展考虑共因失效和动态环境影响的系统可靠性建模与评估方法研究;针对系统中存在的载荷共享现象,开展考虑载荷共享机制的多部件系统可靠性建模及优化分配决策研究。本文的主要研究内容具体包括以下几方面:（1）高压脉冲电源能源模块系统的故障模式影响及危害性分析与故障树分析。本文对系统的结构和功能进行深入分析... 

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 共因失效的研究现状
        1.2.2 载荷共享机制的的研究现状
    1.3 论文的研究内容
    1.4 论文的结构安排
第二章 高压脉冲电源能源模块系统的FMECA与 FTA
    2.1 高压脉冲电源能源模块系统的基本结构与功能分析
    2.2 高压脉冲电源能源模块系统的故障模式影响及危害性分析
        2.2.1 FMECA基本内容
        2.2.2 FMECA实施过程
        2.2.3 FMECA分析结论
    2.3 高压脉冲电源能源模块系统的故障树分析
        2.3.1 FTA基本内容
        2.3.2 主放电回路的FTA
    2.4 本章小结
第三章 基于动态贝叶斯网络的共因失效系统可靠性建模与评估
    3.1 引言
    3.2 系统描述
        3.2.1 基本假设
        3.2.2 能源模块系统主储能单元
    3.3 基于比例风险模型的部件可靠性建模方法
    3.4 基于动态贝叶斯网络的共因失效系统可靠性建模
        3.4.1 动态贝叶斯网络简介
        3.4.2 共因失效系统的动态贝叶斯网络模型
        3.4.3 动态环境影响下的共因失效系统可靠性模型
    3.5 算例分析
    3.6 能源模块系统主储能单元的可靠性建模与评估
    3.7 本章小结
第四章 考虑载荷共享机制的多部件系统可靠性建模与优化设计
    4.1 引言
    4.2 系统描述与载荷共享机制
        4.2.1 系统载荷共享机制
        4.2.2 基本假设
    4.3 考虑载荷共享机制的多部件系统可靠性建模
        4.3.1 载荷共享机制下的部件可靠性建模
        4.3.2 系统可靠性建模
        4.3.3 系统可靠度评估
        4.3.4 算例分析
    4.4 考虑载荷共享机制的多部件系统可靠性单目标优化方法
        4.4.1 优化模型
        4.4.2 粒子群算法概述
        4.4.3 基于粒子群算法的载荷共享系统可靠性单目标优化方法
        4.4.4 算例分析
    4.5 考虑载荷共享机制的多部件系统可靠性多目标优化方法
        4.5.1 多目标粒子群优化算法概述
        4.5.2 基于多目标粒子群算法的载荷共享系统可靠性多目标优化方法
        4.5.3 能源模块系统主开关组件的可靠性建模与优化设计
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 未来工作展望
致谢
参考文献
附录
    附录A：高压脉冲电源能源模块系统的FMECA表
    附录B：主放电回路的子故障树
攻读硕士学位期间取得研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]神光-Ⅲ主机装置成功实现60TW/180kJ三倍频激光输出[J]. 郑万国,魏晓峰,朱启华,景峰,胡东霞,张小民,粟敬钦,郑奎兴,王成程,袁晓东,周海,陈波,王健,马平,许乔,杨李茗,代万俊,周维,王方,许党朋,谢旭东,冯斌,彭志涛,郭良福,陈远斌,张雄军,刘兰琴,林东晖,党钊,向勇,陈晓东,张维岩.  强激光与粒子束. 2016(01)
[2]轨道交通列控系统共因失效分析[J]. 方云根,曾小清,王刚.  上海交通大学学报. 2015(07)
[3]激光核聚变的发展(邀请论文)[J]. 林尊琪.  中国激光. 2010(09)
[4]故障树分析法及其在系统可靠性分析中的应用[J]. 许荣,车建国,杨作宾,左晓勇.  指挥控制与仿真. 2010(01)
[5]基于马尔可夫过程的k/n（G）系统共因失效分析[J]. 李春洋,陈循,易晓山,陶俊勇.  系统工程与电子技术. 2009(11)
[6]载荷共享并联系统疲劳累积损伤可靠性模型[J]. 郝广波,谢里阳,李莉,何秀芸.  东北大学学报(自然科学版). 2009(02)
[7]多状态系统共因失效机理与定量分析[J]. 周金宇,谢里阳.  机械工程学报. 2008(10)
[8]冗余系统共因失效概率预测模型[J]. 李翠玲,李剑锋,谢里阳.  东北大学学报. 2006(02)
[9]激光聚变主放大器能源系统述评[J]. 周丕璋,郭良福,陈德怀,力一峥,薛锡刚,於海武,魏晓峰,郑万国,彭翰生.  强激光与粒子束. 2003(04)
[10]惯性约束聚变能源与激光驱动器[J]. 范滇元,贺贤土.  大自然探索. 1999(01)

博士论文
[1]复杂系统动态故障树分析的新方法及其应用研究[D]. 李彦锋.电子科技大学 2013
[2]激光热核聚变能源系统研究[D]. 钟和清.华中科技大学 2004

硕士论文
[1]地铁车门行程开关可靠性分析及质量提升的研究[D]. 阮永辉.华南理工大学 2018
[2]考虑载荷动态分配机制的多状态系统可靠性建模及优化[D]. 张小虎.电子科技大学 2014



本文编号：3648988