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57600字硕士毕业论文工程工业生产中多态系统的不稳定性研究

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:57600字
论点:系统,状态,可靠性
论文概述:

工程实际中,系统兀件发生共因失效的现象普遍存在,发生共因失效是降低系统可靠性的重要因素之一。现有的考虑共因失效的模型都是建立在二状态假设基础之上的,即研究对象只有完好工

论文正文:

工程工业生产中多态系统的不稳定性研究

简介:一种产品能否占领市场并受到消费者群体的欢迎,在很大程度上取决于产品的可靠性。一些主要设备,如果产品质量的可靠性有误差,也可能造成一系列严重的问题和灾难性的后果。由本网站的硕士论文中心组织。

第二章导言
2。1课题来源及研究背景
本课题来源于教育部重点科技研究项目“基于多状态多阶段任务的主要设备系统可靠性研究”。
随着社会的发展和科学技术的不断进步,工程系统变得越来越精确,系统变得越来越复杂和庞大,涉及的领域也越来越广泛,如航空航天空航天器、军舰、隧道掘进机等。一种产品能否占领市场并受到消费者群体的欢迎在很大程度上取决于产品的可靠性。一些主要设备,如果产品质量的可靠性有误差,也可能造成一系列严重的问题和灾难性的后果。例如,1979年,新西兰航空公司空的一架客机由于一个计算机控制的飞行系统错误(Ifn)撞上了埃雷巴斯山(Erebus Mountain),机上257名乘客遇难。在英阿战争中,一艘英国驱逐舰由于船上计算机控制的防御系统失灵,误以为来袭的导弹是友军武器,并未能击落导弹。结果,船沉没了。当然,新世纪发射的中国“神舟五号”和“神舟六号”载人飞船的成功发射和着陆,以及2010年10月1日“嫦娥二号”卫星的成功发射都是可靠性技术成功的范例。它们不仅给我国带来了荣耀,也证明了高技术的发展应该以可靠性技术为基础,科学技术的发展要求更高的可靠性。
1991年,美国国防部将可靠性定义为“系统及其组件在没有故障、退化或对支持系统的要求的情况下执行其功能的能力。“中国的国家标准将可靠性定义为产品在特定条件下和特定时间内执行特定功能的能力。当然,“产品”在这里指的是作为单独研究和单独测试主题的任何装置、设备和系统。
近年来,随着科学技术的进一步发展,产品质量已经成为一个国家工业技术水平的重要标准之一,产品可靠性是一个重要的质量指标。随着产品数量越来越复杂,整个产品的可靠性问题变得尤为突出,提高单个系统的可靠性至关重要。如果可靠性不满足更高的指标要求,系统故障的可能性就越大,损失也就越大。在当今社会的现代化进程中,必须努力从提高产品本身的可靠性入手,从各个方面提高和改善系统的可靠性。
传统的系统可靠性研究基本上是基于“两种状态假设”,即系统要么处于完美的工作状态,要么处于完全失败的工作状态。尽管这一假设使研究变得简单,但却不切实际。一方面,十大可靠性理论是以经典概率论为基础的,其最基本的特征是两种状态的可能性等;另一方面,十项可靠性研究始于电子产品。最令人担心的问题是电路的“开”和“关”。“两种状态假设”被用来简化和抽象问题。
在工程实践中,许多系统由具有不同状态的直立构件组成。这样,在自然环境、人为使用条件、维护条件等的影响下。,系统所有部分的性能将逐渐下降,直到出现故障,导致fn系统整体性能的故障。这样,在系统的完美运行和完全故障状态之间有许多中间状态。如果用传统的两态可靠性理论来研究复杂系统,将会导致可靠性上的很大误差。20世纪70年代,外国专家学者首次提出了多国制度的概念。典型的多态系统包括电力系统、物料输送系统、计算机系统等。
在复杂的系统中,经常会出现以下两种情况:
第一种情况是系统中的两个或多个组件由于外部影响而同时发生故障,导致系统性能下降,甚至整个系统出现故障,这是故障现象的常见原因。公共原因故障的存在增加了系统中所有组件的联合故障概率,从而降低了系统中其余子系统的可靠性。
第二种情况是,为了防止整个系统由于某些组件的故障而发生故障,大多数系统,特别是那些具有高安全要求的系统,都设计有容错和自动恢复机制。然而,实际情况是有些故障将无法检测或修复(这种故障称为未覆盖故障)。即使有大量剩余,这些故障也可能导致整个系统或子系统崩溃,这被称为不完全覆盖。
对上述两种失效模式的研究在系统可靠性分析中起着重要作用。
多年来,多态系统可靠性分析的研究发展迅速,对上述两种失效模式的研究也取得了快速进展,为解决大型复杂系统的可靠性问题提供了新的理论依据。
2。2中国多状态系统研究现状
自20世纪70年代多状态系统概念提出以来,许多国外学者逐渐深化了对多状态系统可靠性的研究,可以说已经取得阶段性成果。
j·穆尔克伦于1975年提出将多状态系统f2l的可靠性分析与故障树分析相结合。随后,巴洛(R. Barlow)等人对多态系统的可靠性做了初步定义,并进一步用两态理论分析多态系统的可靠性。
利年斯基和莱维廷在多国体系领域进行了广泛的研究。他们发表了一系列文章和专著来全面解释多态系统的可靠性理论。他们不仅提出了基本方法,而且列举了许多例子,对多态系统的研究具有重要的指导意义。
许多学者尝试了许多不同的方法来研究多态系统的可靠性。早期,一些学者采用随机过程方法进行研究。最突出的是建立马尔可夫链[函数或半马尔可夫链[函数。状态爆炸问题将从十到十发生。该方法的演示仅限于十个小规模多态系统。1993年,列夫·乌金将两态系统的蒙特卡罗方法推广到多态系统。[10b随着多态系统中的状态数的增加而增加。学者们提出的生成函数方法可以有效降低分析的复杂性。随后,I. Ushakov和g levitin等人对生成函数法的应用做了进一步的研究,从而推广了生成函数法。最近,g·莱维丁(g Levitin)还建立了串并联多态系统模型,可以通过适当平衡两个并联任务来分析系统的可靠性。YDing将通用生成函数法和模糊集理论相结合,提出了一种模糊生成函数法来计算多态系统输出的性能分布和评估其可靠性2.3.2文件[/BR/]的组织结构本文件分为五章。
第一章主要介绍了本课题的来源、研究背景和研究意义,并分析了国内外多态系统可靠性研究的现状。最后,介绍了本文的主要研究内容和组织结构。
第二章介绍了多态系统分析的理论基础。首先介绍了可靠性分析的基本知识,然后介绍了多态系统的一般模型和多态系统分析的基本方法,分析了二元决策图方法的局限性,着重介绍了用生成函数法和多值决策图分析多态系统的基本思想。
第二章主要采用生成函数法对考虑共同原因故障的多态系统的可靠性进行建模和分析。首先介绍了共因失效的原理,然后扩展了共因函数法,提出了一种新的考虑共因失效的多态系统分析方法。最后,通过实例验证了该方法的可行性。
第四章主要采用多值决策图的方法对考虑不完全覆盖的多状态系统的可靠性进行建模和分析。本章提出了两种构造多值决策图的方法,并将不完全覆盖模型引入多态系统的可靠性分析。用概率论方法计算多值决策图。最后,通过实例证明该分析方法能有效降低分析的计算量和复杂度。
第五章是总结和展望。。
臧和特里维迪试图用布尔变量来表达多态元件的每个状态,并用一系列多态故障树来描述整个系统的行为[16-17]。使用二进制决策图来分析系统可靠性早就被[提出了。随后,许多学者将二元决策理论引入多态系统的可靠性分析,并提出用有序二元决策图来求解。[X20-22} [/BR/]星等人在多状态多级系统领域开展了更多的研究,取得了一定的研究进展。邢先生以十二值决策理论为基础,采用二进制决策图和组合数学相结合的方法,对覆盖不完全和共同原因失效相结合后的网络系统的可靠性和灵敏度进行分析,取得了[f231的重大突破;还提出了多态多值决策图,这是十二值决策理论提出的一种新方法。该方法可以降低计算复杂度,提高计算精度,易于实现。可以说,这对于今天的多状态系统研究具有很大的启发意义,[} 2 }+\' 2S } 0 2006年,邢先生等人还对多阶段任务系统的常见故障原因进行了研究。他们提出了一种考虑共因失效的系统可靠性分析方法,并将该方法推广到解决多级任务系统的共因失效问题。
中国对多态可靠性的研究基本上是基于10位外国学者的研究成果。
张明、谢宏伟利用向量水平集的性质判断多态系统是否相关,简化多态单调相关系统模型[}2s}的分析;夏圣平在谢宏伟的指导下发表了一系列文章来分析多态关联系统的结构重要性,并通过求解最小路径集来分析多态关联系统[z9,3o}的几种典型逻辑结构。后来,曾亮和夏圣平还对多态关联系统和多态系统的组成成分进行了重要分析,[[31,32]。在毕业论文中,姚彦证明了用状态树和多层次模块化分解方法进行多状态可靠性分析是切实可行的,具有一定的现实意义[·[33]。吴秦越提出了一种计算多状态n下k个坏系统可靠性的递归算法,并通过实例说明了该方法的有效性。黄洪钟教授对多态系统可靠性的研究也很广泛。他对多态网络模型提出的可靠性评估方法具有一定的指导意义。后来,他还提出了一种多态系统冗余的优化方法。
在多状态系统共因失效问题的研究中,利用土壤科学敏感性、谢丽尔·眼泪和周瑾瑜的十代函数法,建立了考虑共因失效的多状态系统可靠性分析模型,目的在于改进代函数法,找到通用混合系统的可靠性函数[·[37,38]。后来,在生成函数的基础上,他们还利用负荷离散化的方法建立了多态系统的定量评估模型,为多态可靠性研究提供了新的思路[39]

2.3本文件的工作内容和组织结构
2。3.1本文的主要工作内容
本文讨论的内容主要集中在两个方面:
(1)在工程实践中,系统中各部件的常见故障原因是常见的,这增加了系统所有故障模式的联合故障概率,降低了剩余系统的可靠性。虽然分析家们提出了一些研究模型,但这些模型基本上是基于两态假设的分析方法,把研究对象仅仅看作是失效和完整的状态。本文在多态系统的理论框架下,利用改进的生成函数法对考虑共因故障的可修复串并联系统的可靠性进行了建模和分析,并通过实例验证了该方法的可行性。
(2)用决策图分析多态系统的可靠性是一种常用的方法。大多数现有文档使用二进制决策图进行分析。此时,最大的缺点是对象的每个状态都需要用一个变量来表示,并且代表同一对象不同状态的变量之间存在相关性。因此,当对象和状态的数量很大时,决策图将非常复杂,并且很难对其进行分析。本文将二元决策图推广到多值决策图。首先,建立多态系统组件的多值决策图。其次,根据组件之间的逻辑关系,建立了整个系统的多值决策图。最后,利用多值决策图并结合概率论对不完全覆盖系统进行可靠性分析。最后,通过实例表明,该方法对系统的可靠性分析更加简洁直观,降低了分析的计算量和复杂度。

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摘要4-5[/BR/]摘要5-6
第2章引言9-14
2.1选题来源和研究背景9-10
2.2国内外研究现状10-12
2.3工作内容和组织结构12-14
2.3.1本论文的主要工作内容是12-13
2.3.2本论文的组织结构为13 3.2多状态系统15-18[/比尔/] 3.2.1多状态系统的定义16[/比尔/] 3.2.2多状态系统的通用模型16-18[/比尔/] 3.3多状态系统建模方法18-23[/比尔/] 3.3.1多状态系统可靠性框图18-21[/比尔/] 3.3.2多状态系统故障树模型21-23[/比尔/] 3.4多状态系统的可靠性分析方法21 第四章基于生成函数法32-46[/比尔/] 4.1共因故障32-35[/比尔/] 4.1.1共因故障基本概念32-33[/比尔/] 4.1.2共因故障分析方法33-35[/比尔/] 4.2基于生成函数法35-38[/比尔/] 4.2.1生成函数法35-37[/比尔/] 4的多状态系统可靠性分析 多状态系统可靠性分析4.3基于改进生成函数法38-41 [/BR/] 4.3.1改进生成函数法38-41 [/BR/] 4.3.2计算步骤41 [/BR/] 4.4示例分析41-45
4.5本章总结45-46
第5章基于MDD 46-65
考虑不完全覆盖的多状态系统可靠性分析 5.1.2不完全覆盖模型的定量分析48-50[/比尔/] 5.1.3多状态系统的不完全覆盖模型50-51[/比尔/] 5.2多状态系统建模51-61[/比尔/] 5.2.1多状态故障树转换方法51-56[/比尔/] 5.2.2基于可靠性框图56-61[/比尔/] 5.3考虑不完全覆盖的系统分析步骤61-62[/比尔/]生成多值决策图的方法 请到工程硕士学位论文频道选择:李念诗,葛列文。多态系统可靠性评估、优化、应用。《世界科学》,新加坡,2003年,
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