基于DBN理论的机电系统多态可靠性分析及其软件开发

来源 :东南大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:xiaoyaya310
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可靠性是机电产品重要的指标,事关顾客满意度和企业的经济效益。传统可靠性理论在系统建模时,通常将部件或系统视为二态对象。随着产品功能和结构的复杂化,二态可靠性理论不能有效反映零部件的实际状态,也难以满足复杂机电产品可靠性评估需求。本文以某工程装备机电伺服系统为研究对象,从系统可靠性评估需求出发,以概率论为基础,结合故障模式及其影响分析(Failure Mode and Effect Analysis, FMEA)、结构化分析设计技术(Structured Analysis and Design Technique, SADT),基于动态贝叶斯网络(Dynamic Bayesian Network, DBN)方法评估系统的多态可靠性,并完成案例研究。在开展理论研究和案例分析的基础上,开发具有通用性的基于DBN理论的多态可靠性评估软件,并利用软件完成算例分析。论文主要工作如下:(1)采用DBN理论评估复杂系统多态可靠性,识别系统可靠性瓶颈部件。基于FMEA, SADT完成调平子系统功能模块划分,确定各功能部件可能存在的故障模式、故障原因以及故障可能造成的影响。在上述工作基础上,建立调平子系统动态贝叶斯网络模型。利用DBN理论具有的正向推理能力分析系统可靠度演变规律,利用DBN逆向推理功能识别系统可靠性瓶颈环节。(2)以某工程装备机电伺服系统为主要对象,收集并建立可靠性基础数据库,对基于DBN可靠性分析方法流程简化和改进。采用微软基础类库(MFC)作为开发工具,开发机电系统多态可靠性评估软件。此外,利用所开发的软件完成算例计算与分析,证明软件的有效性。(3)以某天线座中的机电系统为对象,在分析研究对象工作原理的基础上,开展FMEA和SADT分析,绘制系统SADT结构图,在软件中建立该系统的DBN模型,并完成可靠性仿真计算。最后,通过和实际情况相对比,验证软件的通用性。论文以多态机电系统为对象,基于DBN理论开展多态可靠性评估方法研究,完成相应的案例分析。此外,论文从工程应用的角度出发,在对该方法进行改进和简化的基础上,开发了多态可靠性评估软件。软件简化了系统多态可靠性评估过程,为此类机电系统多态可靠性评估提供便利。
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