基于故障树分析法与模糊理论的汽车制动系统故障诊断研究

摘要

故障树分析法(FTA)是较为适合于复杂系统的故障分析方法.该文从汽车故障诊断的应用角度出发,将故障树分析法与模糊数学相结合,解决传统的故障树分析法无法解决的汽车故障诊断中的不确定性问题以及复杂系统发生故障时的多故障现象,故障原因与故障现象之间存在的交叉关系.介绍了故障树分析法的基本特点和步骤,研究了故障树定性、定量分析的矩阵算法.将故障树按规则矩阵化,将大量的字符处理转化为矩阵运算,避开了树的遍历和树状结构给计算机存储带来的困难,解决了因字符处理而影响计算机处理速度的矛盾.在模糊故障诊断选择底事件模糊概率方面,该文提出了优先选择模糊数模型的特点,阐明运用线性模糊概率取代精确的概率值的理由.将模糊决策原理和故障树分析法中的重要度分析法相结合,提出用FV重要度确定隶属度,构造模糊矩阵的思想,并通过严格的数学理论加以证明,有效地提高了模糊矩阵构造质量和效率,进一步拓宽了故障树分析法的应用领域.基于故障树分析理论,研制了故障树分析系统(CAFTA).简单介绍了汽车气压双管路制动系统,对其失效模式和故障原因、失效后果及影响进行了分析.运用研制的故障树分析系统(CAFTA)对某型汽车制动系统的制动功能失常故障树进行了分析,取得了较好的效果.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1汽车故障诊断技术发展概况

1.1.1概述

1.1.2国内外发展概况

1.2故障树分析法的发展和研究现状综述

1.2.1发展和研究现状

1.2.2故障树分析法综述

1.3模糊故障诊断法的发展和研究现状综述

1.4本课题研究的主要内容及意义

第二章故障树分析法研究

2.1故障树分析法

2.1.1常用的故障树术语和符号

2.1.2故障树分析法的步骤

2.2故障树的建造

2.2.1建树方法

2.2.2建树的基本步骤

2.2.3建树的基本原则

2.3故障树分析法的数学基础

2.4故障树的定性分析

2.4.1故障树定性分析

2.4.2故障树定性分析的矩阵算法

2.5故障树的定量分析

2.5.1顶事件的发生概率

2.5.2概率的点估计

2.5.3不交化与独立近似

2.5.4底事件的重要度计算

第三章模糊故障诊断研究

3.1模糊数的概念

3.1.1模糊集合与隶属度的基本概念

3.1.2扩展原理

3.1.3凸集与模糊数的概念

3.2模糊故障诊断的数学模型

3.2.1模糊变换方法

3.2.2模糊模式识别原则

3.3模糊故障诊断方法

3.3.1模糊矩阵的构造

3.3.2 F模式识别原则

3.4隶属函数的确定

3.4.1相对隶属度、隶属函数

3.4.2确定隶属函数的注意事项

3.4.3确定隶属函数的方法

3.5 FTA法确定隶属度

3.5.1系统可靠性较高的隶属度确定

3.5.2一般系统

3.5.3重要度法

3.6建立故障征兆模糊向量

第四章计算机辅助故障分析系统

4.1总体框架设计

4.2故障树分析系统

4.2.1故障树分析系统的基本框架

4.2.2建树模块

4.2.3定性、定量分析

4.3模糊故障诊断

4.3.1模糊故障诊断框架

4.3.2建立模糊关系方程

4.3.3解模糊关系方程

4.4数据库模块的设计

第五章汽车制动系统故障树分析

5.1汽车制动系统概述

5.1.1制动系的功用和组成

5.1.2制动系统的一般结构

5.1.3对制动系的要求

5.1.4气压双管路制动系统

5.2汽车制动系统FMEA分析

5.2.1 FMEA的基本步骤

5.2.2失效模式和故障原因

5.2.3失效后果及影响分析

5.2.4数据的采集与处理

5.3计算机辅助故障树分析(CAFTA)

5.3.1建造汽车制动系统制动功能失常故障树

5.3.2汽车制动系统制动功能失常故障树定性分析

5.3.3汽车制动系统制动功能失常故障树定量分析

5.4汽车制动系统累积故障发生概率

第六章总结与展望

6.1本文主要结论

6.2工作展望

参考文献

附录Ⅰ符号清单

致谢