离散时间T-S动态故障树分析方法及在液压系统中的应用

摘要

现有静态故障树仅能描述静态逻辑关系，无法描述引入时间轴后事件之间的时序性、相关性和冗余性等动态逻辑关系，而现有动态故障树虽能描述动态逻辑关系，但其故障树模型的构建基于 Dugan动态门，无法描述任务时间离散情况下模糊的动态逻辑关系，无法对含有模糊逻辑关系的二态和多态系统进行建模分析。针对现有故障树分析方法的缺陷，提出离散时间T-S动态故障树分析方法。
　　首先，针对Dugan动态故障树无法实现模糊逻辑关系建模的不足，基于T-S模型构建T-S动态门并提出离散时间T-S动态故障树分析方法。将现有静态和动态故障树逻辑门转化为T-S门，并与Dugan动态故障树进行建模对比，验证了所提故障树的可行性。结合泵马达液压系统可靠性分析，通过 T-S动态门计算方法与马尔可夫链计算方法比较，证明所提的T-S动态门计算规则可取代马尔可夫链对系统动态故障树进行计算。
　　进而，针对工程实际中的多态系统的可靠性分析问题，提出多态离散时间 T-S动态故障树分析方法。在深入分析不可修和可修多态系统的基础上，分别建立不同失效数据定义时不可修和可修多态系统的T-S动态故障树分析方法。针对起重机支腿收放液压回路进行多态离散时间T-S动态故障树建模，并与Dugan动态故障树的二态模型分析结果比较，验证了所提方法在分析适用性和多态建模方面的优越性。
　　然后，针对所提分析方法中基本事件重要性衡量问题，提出离散时间 T-S动态故障树重要度算法。在二态故障树重要度算法和多态故障树重要度算法的基础上，考虑时间区间的影响，分别提出了分段和综合概率重要度、分段和综合关键重要度。
　　最后，针对装载机液压系统失效呈现多态化的问题，运用离散时间 T-S动态故障树分析方法和重要度算法对其进行可靠性分析，得到在各个时间段时顶事件各失效状态的概率，求解出部件分段和综合概率重要度、分段和综合关键重要度，为装载机液压系统的可靠性设计、维修保养、故障排查提供了理论方法和依据。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 选题背景和研究意义

1.2 故障树分析方法的国内外研究现状

1.3 课题来源

1.4 研究思路和内容安排

第2章 离散时间T-S动态故障树分析方法

2.1 T-S门构建

2.2 静态门与T-S静态门的转换

2.3 动态门与T-S动态门的转换

2.4 两种建模方法分析优选

2.5 可行性验证

2.6 液压系统故障树建模分析

2.7 本章小结

第3章 多态离散时间T-S动态故障树分析方法

3.1 多态系统

3.2 多态系统可靠性分析

3.3 多态离散时间T-S故障树分析方法

3.4 液压系统可靠性分析

3.5 本章小结

第4章 离散时间T-S动态故障树重要度算法

4.1 二态系统静态故障树重要度算法

4.2 多态故障树重要度算法

4.3 离散时间T-S动态故障树重要度

4.4 本章小结

第5章 ZL50型装载机液压系统可靠性分析

5.1 ZL50型装载机液压系统原理

5.2 ZL50型装载机液压系统可靠性建模

5.3 ZL50型装载机液压系统可靠性分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢