【摘要】：對于復(fù)雜系統(tǒng)來說,其故障的復(fù)雜性、不確定性導(dǎo)致它一旦發(fā)生故障,會帶來不可估量的負(fù)面影響,一般的故障研究無法科學(xué)、客觀的描述復(fù)雜系統(tǒng)的故障狀況。本文結(jié)合貝葉斯網(wǎng)絡(luò)和故障樹分析技術(shù)對復(fù)雜系統(tǒng)的故障進(jìn)行分析和診斷,提出了構(gòu)建基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的多狀態(tài)復(fù)雜系統(tǒng)故障分析診斷模型,并且以可靠性理論和期望診斷代價(jià)函數(shù)為基礎(chǔ),提出了復(fù)雜系統(tǒng)故障維修控制模型,以提高復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性,降低其發(fā)生故障的可能性。文章的主要內(nèi)容如下:(1)提出了從復(fù)雜系統(tǒng)多狀態(tài)的角度研究其故障問題。構(gòu)成復(fù)雜系統(tǒng)的元器件種類、數(shù)量繁多,且性能隨時(shí)間的推移而降低,由此在不同階段元器件故障率會發(fā)生變化從而導(dǎo)致復(fù)雜系統(tǒng)在不同的運(yùn)行階段呈現(xiàn)出不同的性能水平。傳統(tǒng)理論無法滿足復(fù)雜系統(tǒng)對故障的要求,從多狀態(tài)的角度對復(fù)雜系統(tǒng)的故障進(jìn)行分析和診斷對復(fù)雜系統(tǒng)的故障管理具有一定的意義。(2)構(gòu)建了基于FTA-多態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜系統(tǒng)故障分析與診斷模型。結(jié)合復(fù)雜系統(tǒng)元器件多態(tài)性的特點(diǎn),構(gòu)造貝葉斯網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的多狀態(tài)模型,設(shè)計(jì)故障樹向貝葉斯網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化的規(guī)則,構(gòu)造復(fù)雜系統(tǒng)的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)分析診斷模型,并通過貝葉斯推理找出復(fù)雜系統(tǒng)關(guān)鍵部位。(3)構(gòu)建了復(fù)雜系統(tǒng)故障維修控制決策模型。在獲得復(fù)雜系統(tǒng)關(guān)鍵部位的基礎(chǔ)上,為了盡可能降低其發(fā)生故障的可能性,利用可靠性理論構(gòu)造最佳預(yù)防維修周期決策模型得出其預(yù)防維護(hù)周期。對于已經(jīng)出現(xiàn)故障的復(fù)雜系統(tǒng),利用期望代價(jià)函數(shù)構(gòu)造快速維修模型獲得較為經(jīng)濟(jì)的維修順序。(4)以某無人機(jī)液壓系統(tǒng)為例,基于本文所提出的方法,對其進(jìn)行故障分析和診斷并給出控制對策,表明了該模型可以按照工程實(shí)踐要求提供大量的定性和定量分析的結(jié)果,從而給復(fù)雜系統(tǒng)的故障控制和管理提供科學(xué)的建議。
【圖文】：

整個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)產(chǎn)生不同的影響。復(fù)雜系統(tǒng)中，某些元件的失效或性能衰退導(dǎo)致系統(tǒng)性能減退，從而使得能水平或表現(xiàn)出不同失效形式，這樣的系統(tǒng)稱為多狀態(tài)復(fù)雜系統(tǒng)。雜系統(tǒng)而言，由于各零部件功能各異，可以呈現(xiàn)出多種失效模式，復(fù)雜能下繼續(xù)工作。此時(shí)，復(fù)雜系統(tǒng)無法被簡單表示成“正�！焙汀笆А眱呻H意義。比如對某一復(fù)雜系統(tǒng)而言，清楚它的系統(tǒng)正常工作和失效的概重要的是了解其在部分檢修時(shí)的性能以及針對其需要制定怎樣的維修策更科學(xué)地分析復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性及故障狀況，不能簡單將復(fù)雜系統(tǒng)看成好即壞，僅用“是”或“否”來描述其完成預(yù)期功能的情況。復(fù)雜系統(tǒng)雜的，會出現(xiàn)帶故障運(yùn)行的狀況，此時(shí)復(fù)雜系統(tǒng)的狀態(tài)既不能說是完全故障的風(fēng)險(xiǎn)，但是依然能夠運(yùn)行，當(dāng)然也不屬于完全失效。為了對這種引入多狀態(tài)復(fù)雜系統(tǒng)的概念，所謂復(fù)雜系統(tǒng)的多態(tài)性是指系統(tǒng)或某些部作狀態(tài)到完全失效狀態(tài)之間的多種狀態(tài)，即不同失效程度。間的推移，復(fù)雜系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)就會在多狀態(tài)間轉(zhuǎn)移，且從“最好的狀“最壞的狀態(tài)”（完全失效）轉(zhuǎn)移。其運(yùn)行狀態(tài)的變化情況如圖 1 所示

雜系統(tǒng)故障后快速維修決策分析維修在一定程度上能夠降低復(fù)雜系統(tǒng)發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)，能有效預(yù)防復(fù)雜是，由于復(fù)雜系統(tǒng)具有復(fù)雜性、不確定性、動(dòng)態(tài)性和多源性等多方面特所難免的。一旦復(fù)雜系統(tǒng)出現(xiàn)故障，維修人員必須快速尋找到一個(gè)維修故障傳播，給復(fù)雜系統(tǒng)帶來更大的破壞。川[13]等單純從維修操作活動(dòng)的角度出發(fā)，認(rèn)為在進(jìn)行維修決策時(shí)，應(yīng)當(dāng)定的比率排序，，按照從大到小的比率排序來進(jìn)行維修操作，但是，在對，只考慮到了執(zhí)行該操作的成本代價(jià)和執(zhí)行完操作后維修成功的概率，應(yīng)的故障的發(fā)生概率，如果某項(xiàng)故障發(fā)生的概率是極低的，那么即使它再高，那么執(zhí)行該項(xiàng)操作也是浪費(fèi)的。因此，文章在之前的研究基礎(chǔ)上網(wǎng)絡(luò)計(jì)算出的后驗(yàn)概率相關(guān)內(nèi)容，對維修操作的排序比率做出相應(yīng)的修章小結(jié)介紹了系統(tǒng)以及復(fù)雜系統(tǒng)多狀態(tài)的定義與內(nèi)涵，分析了復(fù)雜系統(tǒng)多狀態(tài)系統(tǒng)地闡述了復(fù)雜系統(tǒng)故障的演變情況。并結(jié)合復(fù)雜系統(tǒng)故障的特點(diǎn)，圖 2. 6 系統(tǒng)及其組件帶故障運(yùn)行狀態(tài)變化圖
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：N945.17;TP18

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本文編號：2659006