连续时间T-S动态故障树分析方法及应用

论文摘要

故障树分析法是可靠性分析评估、故障分析与诊断的常用方法。离散时间Dugan动态故障树分析方法解决了静态故障树不能描述时序性、冗余性、相关性等动态特性的问题,但存在分析计算误差,且不能直接定量分析。离散时间T-S动态故障树分析方法进一步增强了故障树描述静、动态失效行为的能力,可以直接定量分析,但仍存在分析计算误差、且不能反映系统可靠度实时变化趋势。为此,首先给出一种连续时间Dugan动态故障树分析方法,进一步提出连续时间T-S动态故障树分析方法,在此基础上,提出连续时间T-S动态故障树重要度分析方法。首先,针对离散时间Dugan动态故障树分析方法存在分析计算误差、不能直接定量分析的问题,给出一种连续时间Dugan动态故障树分析方法。以Dugan动态门、单位阶跃函数描述事件间逻辑关系及其故障时序关系,给出基于冲激函数积分特性和上级事件故障概率密度函数算法的连续时间Dugan动态故障树分析方法。通过与离散时间贝叶斯网络求解Dugan动态故障树的方法对比,验证连续时间Dugan动态故障树分析方法的可行性。然后,针对离散时间T-S动态故障树分析方法存在分析计算误差、不能反映系统可靠度实时变化的问题,提出连续时间T-S动态故障树分析方法。首先定义描述静、动态失效行为的连续时间T-S动态门及描述连续时间T-S动态门的规则构建方法,进而提出求解规则执行可能性、上级事件故障概率函数计算方法。通过与离散时间T-S动态故障树分析方法、基于Markov链的Dugan动态故障树分析方法进行对比,验证连续时间T-S动态故障树分析方法的可行性。进一步,为系统薄弱环节发现和可靠性提高提供依据,在连续时间T-S动态故障树的基础上,提出连续时间T-S动态故障树重要度分析方法,包括概率重要度、关键重要度及改善函数,分别从故障状态变化、故障概率变化率及对系统可靠度改善的角度反映部件在系统中的重要程度。通过与传统故障树重要度分析方法、离散时间T-S动态故障树重要度分析方法对比,验证所提出得连续时间T-S动态故障树重要度分析方法的可行性。最后,将所提的连续时间T-S动态故障树及重要度分析方法用于机轮刹车系统可靠性分析,求得系统给定任务时间内的故障概率和各部件概率重要度、关键重要度、改善函数,为系统薄弱环节发现、可靠性提高提供依据。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王传路

导师: 姚成玉

关键词: 故障树,动态故障树,连续时间,重要度

来源: 燕山大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 数学

单位: 燕山大学

基金: 国家自然科学基金(液压系统运行可靠性的时变耦合非概率建模与融合现场状态信息的实时评估研究,编号:51675460),中国博士后科学基金(基于新型动态故障树的重型机械装备液压系统可靠性分析,编号:2017M621101),河北省自然科学基金(静液传动系统运行可靠性的时变耦合非概率建模与实时评估研究,编号:E2016203306)

分类号: O213.2

DOI: 10.27440/d.cnki.gysdu.2019.000853

总页数: 93

文件大小: 775K

下载量: 85

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