一、冗余系统共因失效的载荷-性能分析与概率估算（论文文献综述）
张宏扬[1]（2021）在《铁路信号安全相关系统硬件安全完整性预计方法研究》文中提出EN 50129是铁路信号领域中对安全相关电子系统验收及批准的要求作出定义的第一个欧洲标准,该标准中安全完整性部分的有关概念和定义基本继承了国际功能安全标准IEC 61508,而后者关于硬件安全完整性的定量预计问题,主要给出了“硬件安全完整性的结构约束”和“由随机硬件失效引起的安全功能失效概率的计算（目标失效量）”这两个方面的要求和规定,但具体应用于铁路信号安全相关系统时存在如下问题:一是IEC 61508所直接面向的系统多为在工业过程控制领域中专用于或主要用于实现安全防护功能的安全相关系统,此类系统具有与EN 50129所面向的集控制、安全保障于一身的铁路信号安全相关系统显着不同的特点,这使IEC 61508中有关目标失效量的计算公式并不完全适用于铁路信号安全相关系统硬件安全完整性的预计;二是可靠性参数数据缺乏、现场失效数据反馈不足等原因导致的参数不确定性已成为影响铁路信号安全相关系统硬件安全完整性预计结果最主要的原因,而结构约束的路线1H并未对不确定性作出要求,路线2H虽然规定了对失效数据不确定度的分析以及目标结果置信度的衡量,但并未给出具体、可操作的实施方法。基于此,在查阅国内外相关领域研究文献的基础上,本文从硬件安全完整性定量预计方法、共因失效定量评估方法、不确定性分析方法等几个方面展开研究。一方面,分析并总结IEC 61508与EN 50129所面向的安全相关系统在结构、所实现功能、危险侧判定等方面的差异性,以此分析了 IEC 61508提供的目标失效量计算公式在铁路信号安全相关系统中的适用性;另一方面,构建了铁路信号安全相关系统常见冗余结构的目标失效量量化模型,研究认知不确定影响下共因失效因子β的估算方法,并最终提出了参数不确定性影响下硬件安全完整性的预计方法。论文的主要成果和创新点如下:（1）针对目前多数文献并未研究IEC 61508提供的目标失效量计算公式适用性的现象,首先讨论了操作模式判定、目标失效量PFH、结构约束等IEC 61508中与硬件安全完整性相关的一些概念及定义的不足与局限性;然后从系统安全相关功能特点、系统功能边界及对象特点、实现安全保障的方式及策略、危险失效判定原则等四个方面逐一比较IEC 61508所面向的安全相关系统（S1类）与EN 50129所面向的铁路信号安全相关系统（S2类）间的差异性;最后重点研究了 1oo2和2oo2这两个最具代表性的冗余结构对S1、S2两类系统的安全性所起作用的不同之处,为IEC 61508中推荐的目标失效量计算公式在铁路信号安全相关系统中的适用性提供了评价依据。（2）针对传统方法构建复杂冗余系统的安全性模型过程繁琐、模型求解困难的问题,提出了基于动态故障树的冗余结构THR量化模型,采用该方法构建了铁路信号安全相关系统常见三种冗余结构双机热备（1oo2）、二乘二取二（2×2oo2）、三取二（2oo3）的动态故障树模型,求解得到每种结构的THR计算公式。同时,针对既有灵敏度分析方法每次仅允许一个参数发生变化的局限性,提出了基于灰关联的影响参数敏感性分析方法,为相互影响的参数的敏感性判定提供了一种有效的定量评价策略。（3）针对β因子确定过程中由分析人员评分的主观性导致的认知不确定性问题,提出了基于D-S证据理论的β因子估算方法,该方法利用证据理论中的基本信任分配函数表示各专家对β因子不同取值区间的信任程度,采用证据合成规则融合不同专家的评估意见,有效降低了认知不确定性对β因子估算结果的影响。同时,针对传统证据合成规则合成证据时可能产生与直觉相悖的结果的问题,提出了一种基于改进折扣系数的证据理论合成方法,示例结果表明,所提出的方法优于传统的证据合成方法,能快速收敛于所识别的目标基元。（4）针对参数不确定性对硬件安全完整性预计结果影响的问题,首先提出了基于蒙特卡罗分析法的硬件安全完整性预计方法解决其中参数概率分布已知类型的不确定性问题,该方法以结果达到95%的置信度来判定结构所满足的SIL,有效弥补了单一固定结果未考虑不确定性因素影响的缺陷。其次,针对蒙特卡罗分析法难以处理参数概率分布未知类型的不确定性问题,提出了基于模糊数的硬件安全完整性预计方法。同时,考虑到传统模糊结果评价方法存在可能再次引入认知不确定性、未能从置信度角度评价模糊结果等不足与局限性,提出了基于测度理论与符合性概率的模糊结果评价方法,示例表明所提出的方法有效且模糊评价结果较蒙特卡罗分析法评估的结果更为保守。最后,针对模糊数隶属函数可能难以确定的问题,提出了基于区间数的硬件安全完整性预计方法,采用NSG可能度法计算结果满足不同SIL的可能程度,并以示例证明了区间数更适合处理高度不确定性影响下的硬件安全完整性预计问题。
周诗扬[2]（2021）在《航天电源控制系统关键模块的可靠性分析方法研究》文中进行了进一步梳理航天电源控制系统是航天电子产品的重要组成部分,其有效工作寿命是决定航天器工作寿命的关键因素,航天电子产品曾出现由于航天电源控制系统工作寿命过短,造成航天器工作寿命提前终结的情况。本文从航天电源控制系统基础的寿命特征识别、寿命量化及控制机理模型、工艺控制、全过程可靠性信息识别等角度出发,综合考虑影响航天电源控制系统失效的因素,开展航天电源控制系统关键模块的可靠性分析。同时,由于无法准确控制航天电源控制系统内电子产品的工作寿命,航天电源控制系统不得不设置很多冗余及备份组件,造成体系复杂、重量大、功耗高等问题,使得航天器结构复杂化且可靠性降低。本文以航天电源控制系统的关键模块功率变换电路为研究对象,对功率变换电路研制全过程进行可靠性分析和评估,其研究内容和创新点如下:（1）多阶段任务系统的故障机理分析。首先总结了多阶段任务系统的特点与可靠性建模方法;然后梳理航天电源控制系统不同任务需求下的全寿命周期任务剖面,确定各个任务阶段所经历的载荷大小及持续时间,建立了航天电源控制系统的多阶段任务工作及环境载荷剖面;最后对关键模块展开故障机理分析,确定航天电源控制系统的薄弱环节和敏感载荷。（2）基于电子表面组装技术的故障树分析。总结了电子表面组装技术的特点和故障树分析方法的实施步骤;对航天电源控制系统中电路板焊点研制全过程进行失效原因分析,结合失效原因分析的结果,对航天电源控制系统关键模块开展故障树分析,确定系统失效概率和薄弱环节。（3）采用贝叶斯网络对有冗余设计的采样电阻单元建立可靠度模型。介绍了造成系统共因失效原因的相关分析方法和贝叶斯网络的理论基础;分析得出采样电阻的工作状态并不是简单地失效或正常工作,采样电阻单元呈现出短路、开路和正常连通等多种状态。基于航天电源控制系统关键模块的故障树分析,选取监测系统中功率变换电路部分的监测数据,选取β-因子模型,计算采样电阻单元的系统可靠度,将计算结果与实际结果对比发现误差很大。基于此,用软件GeNel将航天电源控制系统关键模块的故障树转化为贝叶斯网络模型,并计算了可靠性参数,计算结果表明系统在考虑共因失效时可靠度更低,更符合实际情况。
郭晓杰[3]（2020）在《船舶电力推进系统智能容错控制技术研究》文中进行了进一步梳理船舶电力推进系统将船舶操纵推进用电和其他用电负载一体化,具有降低动力装置重量和体积、提高系统供电可靠性以及便于能量综合利用与统一管理等特点,已经成为未来智能船舶的主要发展方向。多发电机组、多种用电负载和智能变电设备的投入使用改变了船舶电力推进系统的拓扑结构和操作特性,也对其解析容错控制设计提出了严峻挑战。因此,综合考虑系统故障行为特性和容错控制体系结构,进行船舶电力推进系统智能容错控制技术研究具有十分重要的意义。本文针对船舶电力推进系统智能容错控制技术的几个关键问题展开了研究:首先,开展了船舶电力推进系统的容错控制体系结构与数学建模研究。明确了本文的研究对象,介绍了船舶中压直流电力推进系统的基本结构和功能特性。考虑电力推进系统容错控制的多层结构与集成设计,提出了一种船舶中压直流电力推进系统递阶、分层智能容错控制体系结构框架,将系统状态监控、健康评估、故障诊断以及容错控制策略的内在联系进行了统一描述。为了对船舶电力推进系统容错控制研究提供必要的理论框架和模型基础,建立了发电子系统、推进子系统、区域负载集合以及配电子系统的数学模型,重点针对推进子系统中的六相永磁同步电机和螺旋桨负载特性进行了描述。其次,针对船舶电力推进系统的典型故障模式与影响分析进行了智能评估研究。综合考虑专家评估的可信度、模糊信息的不确定性以及故障模式与故障原因的内在关联性,提出了一种基于模糊逻辑与决策试验评估实验室（Decision-making Trial and Evaluation Laboratory,DEMATEL）理论的故障模式影响智能评估方法,利用信息熵与定性分析相结合的综合权重分配机制确定了专家意见可信度权重,引入了模糊语言术语集和模糊数得到各风险因子的模糊评价及相对模糊权重,设计了基准调整搜索算法确定模糊风险优先数的α-割集,采用质心解模糊思想和α-割集理论对模糊风险优先数进行了清晰化处理。将模糊风险优先数的解模糊值作为DEMATEL算法的输入变量,计算了各故障模式的原因度和风险优先级排序。以推进子系统的典型故障模式为例,验证了所提的智能评估方法的有效性,为后续的容错控制策略设计提供了理论依据。然后,针对船舶电力推进系统六相永磁同步电机的绕组缺相故障智能容错控制展开了研究。建立了含参数摄动和负载扰动的六相永磁同步电机缺相故障容错系统数学描述,结合故障检测机制,提出了一种基于中线补偿的零序电流参考值在线决策系统,无需根据不同相绕组开路情形和中性点连接方式重新推导降维解耦的数学模型,建立了矢量解耦的转速/电流容错控制结构框架。为了解决六相永磁同步电机绕组缺相引起的转速跟踪和转矩脉动问题,基于设计的矢量解耦容错控制结构,提出了一种自适应反步滑模鲁棒容错控制策略,利用自适应估计技术和鲁棒控制能量耗散不等式分别在线补偿了反步滑模系统的内部参数摄动和外部负载扰动,实现了六相永磁同步电机系统缺相故障运行的转速跟踪、扰动抑制和容错最优化。考虑到参数摄动自适应律设计中存在增益参数整定困难和抗扰鲁棒性能较差等问题,进一步提出了一种递归小波模糊神经网络智能观测器设计算法,将其应用于反步滑模鲁棒容错系统不确定参数摄动的在线估计过程,保证了基于智能观测器的六相永磁同步电机反步滑模鲁棒容错控制系统的渐进稳定性。通过缺相故障模拟和数字仿真试验结果,验证了所提的两种容错控制策略的有效性。最后,开展了船舶电力推进系统的舵/桨输出作用力协调容错控制研究。探讨了船舶航速与航向的耦合关系,以及螺旋桨对航向控制和舵对航速控制的影响,建立了含海浪环境干扰和模型参数估算误差（合称为复合扰动）的船舶航速/航向操纵系统数学描述。针对船舶电力推进系统双舵双桨控制力的部分失效情形,设计了非线性观测器在线补偿不确定性复合扰动,基于失效系数计算和复合扰动观测器,提出了一种自适应滑模协调容错控制策略,结合有效性系数矩阵修正了故障执行器的优先作用等级,设计了具有故障惩罚作用的伪逆优化分配策略。针对船舶电力推进系统双舵双桨输出控制力的部分失效、中断、偏移和卡死等故障模式,给出了含执行器多重故障和复合扰动的船舶航速/航向控制系统数学描述,设计了自适应更新律在线估计执行器失效因子、卡死故障因子、卡死故障的上下界以及复合扰动的上下界,结合故障参数估计值和复合扰动参数估计值,提出了一种控制律重构与控制分配集成设计的自适应反步协调容错控制策略,实现了航速/航向跟踪、复合扰动抑制和执行器能耗最小化。构建了船舶电力推进舵/桨协调容错系统数字仿真测试平台,分别验证了所提的两种容错控制策略的可行性。本文的研究成果具有重要的理论意义和应用前景,可以为船舶电力推进系统智能容错控制的工程化应用提供技术基础和经验积累,实现船舶电力推进系统的可靠运行与健康管理。此外,其研究成果也适用于其他对象,有助于其他工程领域在相关技术层面上的借鉴推广。
李力,肖长歌[4]（2020）在《基于马尔科夫模型的核电厂汽轮机保护系统可靠性研究》文中研究指明针对汽轮机保护系统（ETS）的三冗余和四冗余结构,研究了不同冗余结构的失效模式。分析了ETS冗余结构从正常状态向降级状态和失效状态的转化过程,采用马尔可夫模型建立了三冗余和四冗余ETS的可靠性模型,分别从安全失效比率和功能试验周期两方面对ETS不同冗余结构可靠性进行分析。仿真试验结果表明:当ETS发生危险失效概率较大时,采用四冗余ETS结构能够更好地提高ETS的平均故障前时间（MTTF）指标;当ETS发生安全失效概率较大时,采用三冗余ETS结构能够更好地提高ETS的MTTF指标;采用四冗余ETS结构比采用三冗余ETS结构能够更好地防止ETS拒动,能够允许更长的功能试验周期。
李磊[5]（2018）在《汽油吸附脱硫装置安全仪表等级分析与计算》文中进行了进一步梳理安全仪表系统（Safety Instrumentation System,SIS）目前已成为安全生产的关键设备,可通过其安全功能（Safety Instrumented Function,SIF）来降低事故的发生概率。目前安全仪表等级分析已经成为控制界研究和工业界应用的热点。本文针对目前安全仪表系统等级分析中存在的计算过程复杂和费时问题,提出了基于马尔可夫模型的系统可用性评估方法;针对安全仪表系统的冗余结构复杂程度的增加会导致共因失效概率增加的问题,改进了冗余结构分组方式;针对具体的脱硫装置的安全仪表系统进行了安全可靠性分析,取得了良好的结果。论文工作包括以下几个方面:针对马尔可夫模型在应用于多状态系统时存在的计算过程复杂和费时问题,提出了基于马尔可夫模型的系统可用性评估方法。基于马尔可夫模型进行微分求解,通过计算、仿真得到冗余结构与测试周期的以及可用率的变化曲线,可以精确的选择冗余结构,确定测试周期,从而极大降低设备安装费用,解决了安全仪表系统的测试周期的确定,冗余结构的选取由人工经验解决的问题。基于论文所提出的算法,开发了相应的计算软件,实现了安全失效率与危险失效率的计算。针对安全仪表系统的冗余结构复杂程度的增加会导致共因失效概率增加的问题,提出了了改进的冗余结构分组方式。在分析共因失效修正因子随冗余结构增加而逐渐增加的基础上,对安全仪表系统冗余结构构建方式进行改进。在系统阀门数量不增加的前提下,修改阀门排布方式,改进冗余结构的构建方式,可以使安全仪表系统的安全完整性等级（Safety Integrity Level,SIL）在使用现有的仪器的情况下,节约仪器成本和材料成本同时消除了引入新的仪器带来的潜在的风险。针对脱硫装置的安全仪表系统中重要的安全仪表系统功能,进行安全性可靠性分析,并通过实际SIL与目标SIL的对比,提出可行的整改措施,计算结果表明:对SIS的SIF影响较大的部分为传感器和执行器部分,逻辑控制影响较小,要提高脱硫装置安全仪表系统的可靠性,必须重视执行器部分的可靠性,并在仪表阀门选取,功能测试周期的确定中充分考虑。论文所提出的算法和结构在脱硫装置进行了具体分析,取得了良好的效果。
王辉[6]（2016）在《异构分布计算系统可靠性分析及优化方法研究》文中提出随着大规模科学计算应用的普及以及并行数据处理规模的不断增大,以网格和并行计算为基础的分布计算系统已成为信息技术和通信技术的重要发展方向,尤其是通过互联网络将大量廉价、处理能力和可靠性等都相互异构的计算单元进行连接所构成的数据存储和计算平台受到学术界和工业界的广泛关注。异构分布计算平台也成为中国战略性新兴产业的重要组成部分,其中系统性能和可靠性优化问题已成为国内外研究的热点。但是系统和应用规模逐渐增大的同时,并行应用对系统长期可靠运行的时间需求也越来越高。此外,由于异构系统下计算资源的动态加入和退出,并行应用程序输入参数的变化以及异构系统环境等因素将引起并行应用程序的执行出现不确定性和不可控性等安全威胁。因此,各并行任务能否可靠地运行是评价分布计算系统优劣的关键指标之一。尤其当异构分布计算系统在时间和空间维度存在关联失效背景下,如何分析系统可靠性以及通过任务调度对并行应用程序执行过程的可靠性进行优化等问题。本文首先从系统可靠性分析理论入手,重点解决关联失效模式下异构分布计算系统可靠性度量和优化方法,并在分布计算系统资源管理和任务分配等方面展开深入研究和探索,提出考虑性能和可靠性开销、具有截止时间约束以及计算资源存在关联失效等条件下的任务调度理论和可靠性优化方法,旨在解决异构分布计算系统可靠性领域的部分关键技术问题。本文的主要研究工作和贡献包括：（1）扩展现有分布计算系统可靠性分析方法,提出关联失效模式下异构分布计算系统可靠性评估方法。目前的异构分布计算系统存在大规模资源共享、广域通信以及多资源合作,而很多传统可靠性分析方法都建立在计算资源间的失效是相互独立的假设基础之上,没有考虑计算资源在时间和空间维度上可能存在的关联失效,尤其随着纳米级大规模集成电路的快速发展,高能电磁辐射引起计算节点关联失效的概率越来越大。根据分布计算系统资源的失效特征建立系统失效模型,提出关联失效模式下基于泰勒展开式的计算系统可靠性度量方法,并从系统结构角度分析共因失效对系统可靠性的影响程度,通过仿真实验验证影响系统可靠度和平均无故障时间的主要因素。在此基础上,进一步提出冗余系统和静态失效系统可靠性分析方法,并通过仿真实验验证算法的性能和有效性。（2）针对资源存在异构性、动态性和广域分布性等特点的大规模分布计算系统,提出基于任务期望执行时间和可靠性开销的表调度算法。分析任意架构网络模型（APN）下关联任务之间最可靠通信链路的选择问题,并提出考虑可靠性开销的最优路径选择算法（OCPR）。在此基础上通过添加具有预测功能的分布计算节点选择策略,以及考虑系统异构性和可靠性开销的任务优先级计算方法,设计分布计算系统环境下可靠性驱动的任务调度算法（RDLS）。仿真实验结果表明所提算法在相同时间复杂度条件下,相对于经典的HEFT和RASD算法具有更优的调度性能和可靠性指标。（3）针对实际分布计算系统运行过程中所收集的开源失效数据集FTA,从时间和空间角度对计算资源的关联失效进行建模,其中空间角度又分为物理空间关联失效和逻辑空间关联失效两种失效模型,并利用马尔科夫随机场和Gibbs分布之间存在的等价理论对所提出的关联失效模型进行理论分析和形式化建模。对关联失效进行建模的目的是将分布计算系统内的节点进行关联组划分,每个组内的计算节点具有强关联性,从而为选择冗余节点来提高任务执行可靠性提供依据,避免选择同-关联失效组内的多个计算节点作为同一任务的副本计算节点。通过理论分析和实验验证了所提关联失效模型的有效性和可行性。（4）针对计算资源存在关联失效的分布计算系统和具有截止时间约束的并行DAG应用程序,提出基于任务截止时间划分的关键路径模型和子任务截止时间分配算法（SDA）。在此基础上,进一步提出基于可靠性驱动的贪心任务复制算法（RDGD）和基于费用驱动的任务复制算法（CDD）,在选择复本资源进行任务分配以提高应用程序执行可靠性时,避免同一个子任务分配给具有关联失效特性的计算节点集合内的多个节点,以最大化子任务执行结果的可靠性。实验结果显示基于截止时间划分的关键路径和基于不同目标的可靠性优化调度算法不仅能够提高并行应用程序执行的可靠性,同时又能满足并行应用程序调度性能的需求。
米金华[7]（2017）在《认知不确定性下复杂系统的可靠性分析与评估》文中研究指明随着现代工程系统结构复杂度的增加以及运行环境的复杂化,建立在大量样本数据基础上的传统可靠性分析与评估技术已不能满足现代工程系统需求。特别对于航空、航天、电力和核电站等具有严苛可靠度要求的复杂系统,一旦发生故障将造成重大的经济损失,产生严重的社会影响。由于实验条件的局限性、测量数据的随机性、结构模型的复杂性以及认知能力的差异性等,工程复杂系统可靠性研究需要考虑众多不确定性因素。随着对系统失效机理和潜在规律的逐渐认识,基于传统二态假设的系统可靠性分析方法,已经无法完整描述部件性能、系统性能以及系统可靠性之间的关系。同时,对于多部件冗余系统,由于外部环境影响、内部元件老化、工作人员误操作等因素造成系统中多个部件同时失效而引起的系统安全事故愈发频繁。事实上,相关失效已经成为系统失效的一个普遍特征。因此,利用传统可靠性理论对复杂系统进行可靠性建模分析和评估无法完整体现出复杂系统的特点,难以满足实际工程需要。为此,针对复杂系统可靠性分析与评估的需求,本文从部件状态分析、系统结构分析、系统可靠性分析及系统寿命评估等不同层面,对复杂系统在考虑多状态特性、认知不确定性、失效相关性以及动态特性下的可靠性分析及评估进行探讨,从多维度建立考虑多种因素影响的复杂系统可靠性分析及评估理论框架,系统地研究和完善复杂系统可靠性分析和评估理论方法并应用于工程实际。本文主要开展了以下研究工作:（1）基于信任通用生成函数的复杂多态系统可靠性分析。针对现有方法建模能力的不精确性,以及对系统认知不足造成的多态系统部件状态及概率的不确定性,应用证据理论来对系统中存在的认知不确定性进行表征。借助通用生成函数对多态系统的建模和计算优势,提出一种拓展的信任通用生成函数,对存在认知不确定性的多态系统进行可靠性分析。为考虑共因失效的影响,将共因失效与信任通用生成函数相融合,通过算例和工程实例以验证该方法的正确性和精确性。结果表明,该方法可以有效避免和克服区间方法中区间扩张与过评估问题。（2）基于区间值模糊贝叶斯网络的复杂多态系统可靠性分析。从系统结构分析入手,利用贝叶斯网络对复杂多态系统进行可靠性建模与分析。当系统中存在认知不确定性时,针对传统贝叶斯网络中使用精确值描述节点概率的不足,运用区间值三角模糊数对节点的模糊信息进行表述。采用共因失效的显式建模方法,以增加独立节点的方式实现共因失效的贝叶斯网络建模,提出了基于区间值模糊贝叶斯网络和考虑共因失效的复杂多态系统可靠性分析方法。实例分析表明,该方法能够明确量化和表达认知不确定性以及共因失效对系统可靠性的影响,有效地解决多种因素影响下的复杂系统可靠性分析与评估问题。（3）基于信任贝叶斯网络的复杂多态系统可靠性评估方法。研究了考虑认知不确定性和多共因组影响下的复杂多态系统可靠性评估方法。首先利用证据理论对系统及部件进行了状态空间重构,引入表达认知不确定性的状态形成新的状态空间。随后对贝叶斯网络节点的状态概率表进行更新,实现证据理论与多态贝叶斯网络的融合。针对复杂冗余系统中存在的多共因组现象,提出了基于证据理论的多态贝叶斯网络方法。工程实例分析表明,该方法能够准确处理复杂系统中的认知不确定性、多态特性等问题,且能融合改进的?因子参数模型处理多共因组情况,具有较高的计算效率和实用价值。（4）认知不确定性下复杂系统可靠性的综合评估。研究了考虑认知不确定性及系统动态失效特性的复杂系统可靠性综合评估方法。对于系统动态失效相关关系,基于系统结构和失效模式分析建立了系统动态故障树模型,提出了一种拓展的概率盒来表达系统认知不确定性。同时,为了考虑可修单元的更换策略,利用贝叶斯网络和蒙特卡洛方法对系统可靠性进行综合评估。该方法克服了传统方法对大量数据的依赖性,能充分利用试验数据、设计数据、现场数据以及历史经验数据,是一种较全面且行之有效的方法。实例结果表明,该方法可实现复杂系统的可靠性综合评估,且能较容易地应用于工程实践。
方涛[8]（2013）在《核电站数字化控制系统可靠性评价方法的研究》文中指出核电站的数字化控制系统是整个电站安全运行不可或缺的重要组成部分。它在电站的整个寿期内,要对电站进行全天候地监控以及保护,使之能够安全、稳定、高效地运行。一个安全可靠的控制系统,所带来的不仅仅是经济效益,还有巨大的社会效益（只有安全稳定运行的核电站才会得到民众的认可）。近年来,随着数字技术广泛地应用于核电站控制,数字化控制系统已然成为了发展的主流。数字化控制系统作为核电站控制的“神经中枢”,其任何一个环节出现问题,都有可能导致控制系统部分功能失效或引发整体系统故障,最终引发反应堆停堆、汽机脱扣等安全动作,这将极大地影响电站的经济效益；甚至还有可能导致堆芯损毁、放射性物质释放到环境中等极限事故,最终危及到公众安全。所以说,对数字化控制系统进行可靠性评价至关重要。由于数字化控制系统自身的复杂性,提出一套用于评价数字化控制系统可靠性的有效方法体系意义重大。随着人们对概率风险评价方法研究的深入,国内外的多家科研机构开始尝试着采用不同的方法对核电站数字化控制系统的可靠性进行评价。由于各个研究团体的切入角度,以及想要解决的问题不同,造成了目前的评价方法虽然针对性强,但普遍具有局限性,难以量化,与工程实际衔接不紧的问题,所以还无法形成一整套既有理论支撑,又能面向工程应用的完整评价体系。基于上述原因,本课题在充分调研的基础上,进行了如下研究：首先,本文改变了以往按物理设备分层的思路,从功能分层的角度出发（这是因为可靠性的定义强调的就是首先完成指定功能）,把原有的系统、单元、模件、元件四层结构,变为了系统、微系统和基本单元三层结构。因为,这样做不仅更易于对各个层次进行可靠性评价,而且还能为数字化控制系统的可靠性评价建立起一套新的方法体系与思路。然后,本文借鉴了机械设备可靠性评价的经典模型——强度-载荷模型,根据数字化设备失效的特点,即多种冲击共同作用产生失效,而非设备的单一冲击多次作用产生失效,对其进行了拓展,形成了适用于数字化控制系统可靠性评价的广义无量纲强度-载荷模型。并在该模型的基础上,提出了动态模型和考虑共因失效的模型。考虑到工程应用的需要,在失效率已知的情况下,对多故障冲击模型（MESH）进行了改进。最后,本文以功能分层思想和广义无量纲强度-载荷模型为基础,以工程实际应用为导向,以工程设计文件——系统网络结构图为输入,建立了一套图形化的建模方法,即基于功能分层的系统网络结构图分析法。本文还为该方法定义了图符和基本概念,同时设计了计算步骤,并用一套真实的电厂数字化控制系统为对象进行了验证。本文提出的按功能分层评价的思路,给出了一套完整有效的数字化控制系统可靠性评价的方法体系。而广义无量纲强度-载荷模型的提出解决了数字化设备容易遭受多种类型载荷共同作用失效的问题,以及失效率未知情况下的共因失效问题。对失效率未知的情况,本文对原有的多故障冲击模型（MESH）进行了改进,较好的解决了该问题。本文最后还结合工程实际,把上述模型与系统网络结构图分析法相结合,解决了工程上实际的数字化控制系统可靠性评价问题。
武滢[9]（2012）在《大型升船机驱动系统可靠性分析与建模》文中研究指明升船机是典型的重大装备,是水利工程最重要的大型设备之一。由于技术复杂且缺乏实践经验,在设计过程中必须引入寿命和可靠性评价技术,以保证升船机的使用寿命与服役安全。本文研究的升船机的驱动系统采用齿轮、齿条爬升式结构,为船厢升降提供动力。驱动系统的可靠性是整个升船机可靠性分析与评价的重要组成部分。本文以升船机驱动系统为研究对象,重点针对其子系统及关键部件的功能、失效模式及影响、寿命、可靠性指标进行分析与建模。同时,应用必要的数字仿真技术,提出先进、适用的寿命与可靠性建模方法,为升船机驱动系统可靠性分析提供理论基础与技术支持。这些理论及方法对其它大型装备的可靠性分析与评价也具有应用价值。本文主要从以下几个方面展开：（1）对升船机驱动系统的结构和功能进行详尽分析。应用FMECA方法对驱动系统进行故障模式和失效机理分析,编制驱动系统的FMECA报告,针对各故障模式提出相应的对策。应用Petri网模型构建升船机驱动系统故障逻辑关系图,根据Petri网模型的关联矩阵求最小割集。同时,利用Petri网的可达性和状态方程分析故障信息,解决故障诊断和故障传播问题。（2）大型机械设备中的关键件在进行试验时子样数量一般都非常有限,应用传统参数估计方法不能满足精度要求。应用Bayes方法进行小子样可靠性试验的参数估计,推导疲劳寿命服从对数正态分布时参数的贝叶斯估计式。运用性能-寿命概率映射原理,设计了两种小样本P-S-N曲线试验方案,能够用较少的试样试验得出精度较高的P-S-N曲线。（3）详细分析升船机齿轮受到的各种载荷,编制升船机启动阶段、匀速运行阶段和制动阶段齿轮的工作载荷谱。提出齿轮接触疲劳P-S-N曲线和弯曲疲劳P-S-N曲线的确定方法,分析齿轮的接触疲劳寿命和弯曲疲劳寿命。（4）基于损伤等效原则,建立随机载荷作用下的剩余强度模型,研究剩余强度分布的数字特征随载荷循环次数增加的变化规律。提出多个载荷工况下齿轮接触强度、弯曲强度疲劳可靠性模型,反映了载荷与强度之间的相关性,用于计算随机载荷作用下的疲劳可靠度。（5）以系统级应力-强度干涉模型为出发点,将驱动机构的齿轮、齿条作为串联系统进行分析,根据系统失效的统计学意义以及次序统计量的性质,建立共因失效下的截尾次序统计量可靠性模型。考虑载荷作用次数,基于提出的可靠性模型,对升船机齿轮齿条系统的可靠度进行计算。（6）为分析升船机的驱动系统（串联-表决-并联系统）的可靠性,首先建立系统级的串联-表决、串联-并联、并联-串联系统可靠性模型,并运用Monte Carlo仿真方法对所提出的可靠性模型进行验证。以这些模型为基础,结合升船机驱动系统的结构特点,建立驱动系统的可靠性模型。
张彤,赫志飞,刘平,卢锦明[10]（2011）在《考虑相关失效时机构的可靠性分析》文中研究表明研究了相关失效的定性及定量分析方法,并以曲柄连杆机构为例,进行了从属失效分析及共模失效分析;在定量分析中,采用了整合部分法（unified partial method,UPM）对β因子进行估计,并利用扩展故障树对系统可靠度进行了计算.将相关失效分析与传统的可靠性分析相结合,为其他机械产品的可靠性分析提供了一种新的思路.
二、冗余系统共因失效的载荷-性能分析与概率估算（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、冗余系统共因失效的载荷-性能分析与概率估算（论文提纲范文）
（1）铁路信号安全相关系统硬件安全完整性预计方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 相关概念 |
| 1.1.2 问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 硬件安全完整性定量预计方法 |
| 1.2.2 共因失效定量评估方法 |
| 1.2.3 不确定性分析方法 |
| 1.2.4 研究现状总结 |
| 1.3 选题目的和意义 |
| 1.4 论文研究内容与篇章结构 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 IEC 61508与EN 50129关于硬件安全完整性预计的若干差异分析 |
| 2.1 IEC 61508有关硬件安全完整性预计的若干问题分析 |
| 2.1.1 操作模式的判定问题 |
| 2.1.2 “PFH”的模糊性与局限性 |
| 2.1.3 结构约束的不足之处 |
| 2.2 IEC 61508与EN 50129所面向安全相关系统的差异性分析 |
| 2.3 1ooN和NooN(N≥2)结构对S1、S2类系统安全性的作用分析 |
| 2.3.1 失效模式划分 |
| 2.3.2 S1类系统 |
| 2.3.3 S2类系统 |
| 2.4 PFH计算公式在铁路信号安全相关系统中的适用性评估 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于DFT的铁路信号安全相关系统常见冗余结构THR量化方法 |
| 3.1 相关概念 |
| 3.1.1 动态故障树 |
| 3.1.2 灰关联分析法 |
| 3.2 铁路信号安全相关系统常见冗余结构THR量化模型构建 |
| 3.2.1 基于DFT的冗余结构THR量化方法 |
| 3.3 基于灰关联的影响参数敏感性分析方法 |
| 3.4 硬件安全完整性预计中的不确定性类型 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于D-S证据理论的共因失效因子估算方法 |
| 4.1 基本概念 |
| 4.1.1 评分表法估算β |
| 4.1.2 D-S证据理论 |
| 4.2 D-S证据理论在β因子估算中的应用 |
| 4.2.1 评分表法估算β因子过程中的不确定性分析 |
| 4.2.2 基于改进折扣系数的β因子证据融合方法 |
| 4.3 案例分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 考虑参数不确定性的硬件安全完整性预计方法 |
| 5.1 相关概念 |
| 5.1.1 蒙特卡罗分析法 |
| 5.1.2 模糊理论 |
| 5.1.3 区间分析基础 |
| 5.2 参数概率分布已知类型的硬件安全完整性预计方法 |
| 5.2.1 基于MCA的硬件安全完整性预计方法 |
| 5.2.2 案例分析 |
| 5.3 参数概率分布未知类型的硬件安全完整性预计方法 |
| 5.3.1 基于模糊数的硬件安全完整性预计方法 |
| 5.3.2 基于区间数的硬件安全完整性预计方法 |
| 5.4 不同方法预计结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 研究成果 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）航天电源控制系统关键模块的可靠性分析方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 航天电源控制系统国内外研究现状 |
| 1.2.2 共因失效国内外研究现状 |
| 1.3 论文研究内容及结构安排 |
| 第二章 多阶段任务系统FMMEA分析 |
| 2.1 多阶段任务系统 |
| 2.1.1 多阶段任务系统的概念 |
| 2.1.2 多阶段任务系统可靠性分析方法 |
| 2.2 航天电源控制系统多阶段任务剖面及载荷分析 |
| 2.2.1 全寿命周期任务剖面分析 |
| 2.2.2 工作及环境载荷分析 |
| 2.3 航天电源控制系统关键模块的故障模式、机理及影响分析 |
| 2.3.1 FMMEA基本内容 |
| 2.3.2 航天电源控制系统关键模块FMMEA实施步骤 |
| 2.3.3 航天电源控制系统关键模块FMMEA分析结论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于故障树的航天电源控制系统关键模块的可靠性分析 |
| 3.1 功率变换电路表面组装技术工艺失效分析 |
| 3.1.1 电子表面组装技术 |
| 3.1.2 航天电源控制系统关键模块焊点的失效分析 |
| 3.2 故障树分析方法及实例介绍 |
| 3.2.1 故障树分析方法的特点与实施步骤 |
| 3.2.2 故障树常用符号 |
| 3.2.3 故障树分析 |
| 3.3 基于表面组装技术的航天电源控制系统关键模块的故障树分析 |
| 3.3.1 功率变换电路顶事件和边界条件的确定 |
| 3.3.2 功率变换电路故障树的建立 |
| 3.3.3 功率变换电路定性、定量分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于贝叶斯网络的冗余系统共因失效分析 |
| 4.1 共因失效问题 |
| 4.1.1 共因失效系统 |
| 4.1.2 共因失效数据分析模型 |
| 4.1.3 共因失效参数模型 |
| 4.2 贝叶斯网络可靠性分析方法 |
| 4.2.1 贝叶斯网络理论基础 |
| 4.2.2 贝叶斯网络概念 |
| 4.2.3 贝叶斯网络的桶消元法双向推理 |
| 4.2.4 故障树模型转换为贝叶斯网络方法 |
| 4.3 基于贝叶斯网络的功率变换电路共因失效问题分析 |
| 4.3.1 功率变换电路含共因失效的组件识别与分析 |
| 4.3.2 考虑共因失效的功率变换电路采样电阻故障树分析 |
| 4.3.3 考虑共因失效的功率变换电路采样电阻贝叶斯网络分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（3）船舶电力推进系统智能容错控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 船舶电力推进系统的发展概述 |
| 1.2.1 国外发展概述 |
| 1.2.2 国内发展概述 |
| 1.3 船舶电力推进系统容错控制技术研究现状 |
| 1.4 船舶电力推进系统容错控制的几个关键问题 |
| 1.4.1 船舶电力推进系统的容错控制体系结构研究 |
| 1.4.2 船舶电力推进系统的故障模式与影响分析研究 |
| 1.4.3 船舶电力推进系统的多相电机容错控制研究 |
| 1.4.4 船舶电力推进系统的螺旋桨协调容错控制研究 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 船舶电力推进系统容错控制体系结构及数学建模研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 船舶电力推进系统的基本结构 |
| 2.3 船舶电力推进系统的智能容错控制体系结构 |
| 2.4 船舶电力推进系统的数学模型 |
| 2.4.1 发电子系统数学模型 |
| 2.4.2 推进子系统数学模型 |
| 2.4.3 区域负载集合数学模型 |
| 2.4.4 配电子系统数学模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 船舶电力推进系统故障模式影响智能评估研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 故障模式影响的风险优先数评估 |
| 3.3 基于模糊逻辑与DEMATEL理论的故障模式影响智能评估 |
| 3.3.1 系统功能结构层次划分 |
| 3.3.2 模糊语言术语集 |
| 3.3.3 风险因子模糊评价及相对模糊权值 |
| 3.3.4 基准调整搜索算法计算α-割集 |
| 3.3.5 模糊风险优先数的清晰化 |
| 3.3.6 基于模糊逻辑的DEMATEL算法 |
| 3.4 实例验证与结果分析 |
| 3.4.1 推进子系统的典型故障模式 |
| 3.4.2 计算结果及对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 船舶电力推进系统六相永磁同步电机智能容错控制策略研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 含参数摄动和负载扰动的六相永磁同步电机系统数学描述 |
| 4.3 六相永磁同步电机自适应反步滑模鲁棒容错控制策略研究 |
| 4.3.1 六相永磁同步电机缺相故障容错的零序电流参考值在线决策 |
| 4.3.2 自适应反步滑模鲁棒容错控制策略设计 |
| 4.3.3 双交轴电流优化分配 |
| 4.4 基于智能观测器的六相永磁同步电机反步滑模鲁棒容错控制策略研究 |
| 4.4.1 基于递归小波模糊神经网络的智能观测器设计 |
| 4.4.2 控制系统稳定性分析 |
| 4.5 仿真验证与结果分析 |
| 4.5.1 一相绕组缺相的六相永磁同步电机容错控制仿真验证 |
| 4.5.2 两相绕组缺相的六相永磁同步电机容错控制仿真验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 船舶电力推进系统舵/桨协调容错控制策略研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 含复合扰动的船舶航速/航向控制系统数学描述 |
| 5.3 船舶电力推进系统舵/桨自适应滑模协调容错控制策略研究 |
| 5.3.1 非线性复合扰动观测器设计 |
| 5.3.2 自适应滑模容错控制策略设计 |
| 5.4 船舶电力推进系统舵/桨自适应反步协调容错控制策略研究 |
| 5.4.1 含执行器多重故障的船舶航速/航向控制系统数学描述 |
| 5.4.2 自适应反步容错控制策略设计 |
| 5.5 仿真验证与结果分析 |
| 5.5.1 船舶电力推进系统舵/桨自适应滑模协调容错控制仿真验证 |
| 5.5.2 船舶电力推进系统舵/桨自适应反步协调容错控制仿真验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）基于马尔科夫模型的核电厂汽轮机保护系统可靠性研究（论文提纲范文）
| 1 汽轮机保护系统冗余结构 |
| 1.1 四重化ETS冗余结构 |
| 1.2 三重化ETS冗余结构配置 |
| 2 汽轮机保护系统可靠性模型 |
| 2.1 系统的失效模式 |
| 2.2 系统的降级模式 |
| 2.2.1 四重化ETS冗余结构的降级模式 |
| 2.2.2 三重化ETS冗余结构的降级模式 |
| 2.3 系统的马尔科夫模型 |
| 3 可靠性指标分析 |
| 3.1 安全失效比率 |
| 3.2 功能试验周期 |
| 4 结论 |
（5）汽油吸附脱硫装置安全仪表等级分析与计算（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 课题国内外研究现状 |
| 1.2.1 安全仪表系统国外研究现状 |
| 1.2.2 安全仪表系统国内研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第2章 脱硫装置的安全仪表系统 |
| 2.1 安全仪表系统简介 |
| 2.1.1 安全仪表系统的组成 |
| 2.2 安全仪表系统安全指标 |
| 2.2.1 常见的失效模式 |
| 2.3 安全仪表系统的等级确定以及评估 |
| 2.4 本章总结 |
| 第3章 脱硫装置常见事故的故障树分析 |
| 3.1 中国石化青岛炼油化工简介 |
| 3.1.1 厂区情况一览 |
| 3.1.2 生产流程介绍 |
| 3.2 脱硫装置安全仪表系统介绍 |
| 3.3 原料泄漏后果分析预测和定量计算 |
| 3.3.1 汽油泄漏后果分析与定量预测 |
| 3.3.2 汽油发生火灾后果分析与定量预测 |
| 3.4 炼化厂安全仪表设备的常见故障分析 |
| 3.4.1 故障树模型简介 |
| 3.4.2 常见故障事故统计分析 |
| 3.5 本章总结 |
| 第4章 改进后马尔可夫模型的SIS等级确定方法研究 |
| 4.1 脱硫装置的安全仪表系统失效概率计算方法 |
| 4.1.1 马尔可夫模型简介 |
| 4.2 失效概率计算方法对比验证 |
| 4.2.1 可靠性框图计算安全仪表系统等级 |
| 4.2.2 故障树法求安全完整性等级 |
| 4.2.3 采用马尔可夫模型计算安全完整性等级 |
| 4.3 基于马尔可夫模型的系统冗余结构 |
| 4.3.1 多通道结构的物理模型 |
| 4.3.2 脱硫装置的马尔可夫模型的建立 |
| 4.4 基于马尔可夫模型的多结构对比 |
| 4.4.1 冗余结构的能用性 |
| 4.4.2 通过马尔可夫模型求解安全失效率与危险失效率 |
| 4.4.3 失效概率案例计算 |
| 4.5 基于马尔可夫模型等级计算的软件编写 |
| 4.5.1 SIL计算软件的设计架构 |
| 4.5.2 SIL计算软件界面设计 |
| 4.5.3 SIL计算软件结果验证 |
| 4.6 本章总结 |
| 第5章 冗余结构分组计算方式的改进计算 |
| 5.1 可靠性框图分析冗余结构 |
| 5.2 共因失效 |
| 5.2.1 冗余表决结构对共因失效的影响因子 |
| 5.3 冗余结构改进 |
| 5.3.1 数据获取 |
| 5.3.2 故障树模型的建立与计算 |
| 5.3.3 冗余结构设计 |
| 5.4 本章总结 |
| 第6章 脱硫装置安全仪表系统功能安全评估 |
| 6.1 安全仪表系统功能确认 |
| 6.1.1 HAZOP分析 |
| 6.1.2 各个系统的功能确认 |
| 6.2 保护层分析(LOPA) |
| 6.2.1 防护措施 |
| 6.2.2 风险矩阵法确定保护层的等级 |
| 6.3 脱硫装置的安全仪表系统等级评估计算 |
| 6.3.1 脱硫装置安全仪表系统的逻辑关系 |
| 6.3.2 安全等级确定计算验证 |
| 6.3.3 安全等级计算结果分析 |
| 6.4 脱硫装置安全仪表系统SIF改进分析 |
| 6.5 本章总结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（6）异构分布计算系统可靠性分析及优化方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 分布计算系统概述 |
| 1.1.2 异构分布计算系统可靠性 |
| 1.1.3 异构分布计算系统面临的挑战 |
| 1.2 本文研究的问题及贡献 |
| 1.2.1 分布计算系统可靠性分析理论 |
| 1.2.2 基于可靠性开销的任务调度算法 |
| 1.2.3 关联失效数据集FTA分析 |
| 1.2.4 考虑关联失效的分布计算系统可靠性优化方法 |
| 1.3 论文组织结构 |
| 第二章 分布计算系统可靠性及优化方法相关研究 |
| 2.1 分布计算系统可靠性度量基本方法 |
| 2.1.1 故障、错误及失效的基本概念 |
| 2.1.2 系统可靠性度量指标 |
| 2.1.3 系统异构性对可靠性的影响 |
| 2.2 分布计算系统可靠性分析方法 |
| 2.2.1 分布计算系统失效特性 |
| 2.2.2 独立失效可靠性分析方法 |
| 2.2.3 关联失效可靠性分析方法 |
| 2.3 分布计算系统任务调度方法研究 |
| 2.3.1 异构分布计算系统任务调度概述 |
| 2.3.2 任务调度主要目标 |
| 2.3.3 任务调度算法分类 |
| 2.4 关联失效模式下的可靠性优化方法研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 考虑关联失效行为的分布计算系统可靠性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 关联失效模型与问题描述 |
| 3.3 可靠性估算及路径优化方法 |
| 3.3.1 系统可靠性估算 |
| 3.3.2 最优通信路径选择 |
| 3.4 关联失效下异构分布计算系统可靠性分析 |
| 3.4.1 冗余系统可靠性分析 |
| 3.4.2 冗余度对系统可靠性的影响 |
| 3.4.3 可修复静态失效系统可靠性分析 |
| 3.4.4 优化计算节点和冗余度选择 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于可靠性开销的优化调度策略 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于可靠性开销的任务调度算法 |
| 4.2.1 任务调度模型与定义 |
| 4.2.2 并行应用程序可靠性分析 |
| 4.2.3 任务优先级计算 |
| 4.2.4 可靠性驱动的任务调度算法 |
| 4.2.5 算法时间复杂度分析 |
| 4.3 实验与性能分析 |
| 4.3.1 随机并行应用程序生成策略 |
| 4.3.2 实际并行应用程序生成策略 |
| 4.3.3 可靠性及性能评估标准 |
| 4.3.4 实验结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 考虑关联失效的分布计算系统可靠性优化方法 |
| 5.1 相关研究工作 |
| 5.2 关联失效数据集分析 |
| 5.2.1 关联失效 |
| 5.2.2 FTA数据集关联性分析 |
| 5.3 基于关联失效的异构系统可靠性优化方法 |
| 5.3.1 基于截止时间划分的关键路径 |
| 5.3.2 考虑关联失效模型的可靠性优化调度算法 |
| 5.4 实验与性能分析 |
| 5.4.1 可靠性及性能评估标准 |
| 5.4.2 实验结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
（7）认知不确定性下复杂系统的可靠性分析与评估（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号及缩略语 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 复杂系统可靠性分析与评估方法研究现状 |
| 1.2.1 多态复杂系统可靠性分析方法 |
| 1.2.2 复杂系统动态可靠性分析与评估 |
| 1.2.3 复杂系统中存在的共因失效问题 |
| 1.2.4 基于贝叶斯网络的复杂系统可靠性分析 |
| 1.3 认知不确定性量化方法概述 |
| 1.3.1 证据理论 |
| 1.3.2 模糊理论 |
| 1.3.3 概率盒 |
| 1.3.4 区间分析方法 |
| 1.4 本文的研究思路与内容安排 |
| 1.4.1 问题的提出及研究思路 |
| 1.4.2 研究内容及结构 |
| 第二章 基于信任通用生成函数的复杂多态系统可靠性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 通用生成函数及其在多态系统可靠性分析中的拓展应用 |
| 2.2.1 证据理论 |
| 2.2.2 信任通用生成函数 |
| 2.2.3 区间通用生成函数 |
| 2.3 基于α因子模型及权值影响向量法的共因失效概率计算 |
| 2.3.1 α因子模型 |
| 2.3.2 权值影响向量法 |
| 2.3.3 算例分析 |
| 2.4 多态系统中共因失效与信任通用生成函数融合 |
| 2.5 算例分析 |
| 2.5.1 基于信任通用生成函数系统可靠性分析 |
| 2.5.2 基于区间通用生成函数系统可靠性分析 |
| 2.5.3 基于全局优化方法的系统可靠性分析 |
| 2.6 实例分析：挖掘机整流回馈系统可靠性分析 |
| 2.6.1 大型挖掘机整流回馈系统 |
| 2.6.2 整流回馈系统可靠性分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于区间值模糊贝叶斯网络的复杂多态系统可靠性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 考虑认知不确定性的贝叶斯网络建模 |
| 3.2.1 贝叶斯网络 |
| 3.2.2 多态贝叶斯网络 |
| 3.2.3 模糊多态贝叶斯网络 |
| 3.2.4 区间值模糊多态贝叶斯网络 |
| 3.2.5 区间值三角模糊概率的归一化方法 |
| 3.3 系统可靠性的共因失效建模程序 |
| 3.3.1 共因失效贝叶斯网络建模 |
| 3.3.2 b 因子参数模型 |
| 3.4 实例分析：卫星天线双轴定位机构传动系统可靠性分析 |
| 3.4.1 卫星天线双轴定位机构传动系统 |
| 3.4.2 系统可靠性框图到贝叶斯网络的映射 |
| 3.4.3 基于区间值模糊多态BN的系统可靠性分析 |
| 3.4.4 考虑CCF时基于区间值模糊多态BN的系统可靠性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于信任贝叶斯网络的复杂多态系统可靠性评估 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于证据理论的多态贝叶斯网络认知不确定性量化 |
| 4.2.1 证据理论下多态贝叶斯网络节点定义 |
| 4.2.2 证据理论下多态贝叶斯网络推理 |
| 4.3 考虑多共因组的系统可靠性建模分析 |
| 4.3.1 多共因组下修正的 β 因子参数模型 |
| 4.3.2 模型的局限性及解决方案 |
| 4.3.3 存在多共因组的贝叶斯网络节点处理 |
| 4.4 实例分析1：卫星天线双轴定位机构传动系统可靠性分析 |
| 4.5 实例分析2：某卧车进给系统可靠性分析 |
| 4.5.1 DL系列某重型数控卧式车床进给子系统 |
| 4.5.2 进给系统多态BN建模及其与多共因组的融合 |
| 4.5.3 证据理论下卧车进给系统可靠性分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 认知不确定性下的复杂机电系统可靠性综合评估 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 动态故障树建模 |
| 5.3 参数估计及认知不确定性的表达 |
| 5.3.1 变异系数法估计寿命分布参数 |
| 5.3.2 拓展参数化概率盒下认知不确定性的表征 |
| 5.4 复杂动态系统可靠性评估 |
| 5.4.1 基于贝叶斯网络的复杂系统寿命评估方法 |
| 5.4.2 基于蒙特卡洛方法的复杂动态系统寿命评估方法 |
| 5.4.3 基于可能性理论的区间数排序方法 |
| 5.5 实例分析：某复杂机电系统可靠性评估 |
| 5.5.1 某复杂机电系统描述 |
| 5.5.2 某复杂机电系统寿命评估 |
| 5.5.3 系统可靠性分析及寿命分布验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在学期间参与的项目研究 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（8）核电站数字化控制系统可靠性评价方法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及目的与意义 |
| 1.1.1 课题背景介绍 |
| 1.1.2 课题研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外情况 |
| 1.2.2 国内情况 |
| 1.3 论文研究的主要内容 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 文章结构 |
| 第2章 理论与方法 |
| 2.1 方法体系架构 |
| 2.1.1 系统分层 |
| 2.1.2 各功能层实现方法 |
| 2.1.3 四个影响因素 |
| 2.2 评价范围 |
| 2.3 特点和优势 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 广义无量纲强度-载荷模型 |
| 3.1 广义无量纲属性 |
| 3.2 定性分析 |
| 3.3 定量计算 |
| 3.3.1 广义无量纲模型 |
| 3.3.2 广义无量纲动态模型 |
| 3.4 应用实例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 共因失效模型 |
| 4.1 共因失效机理分析 |
| 4.2 定量计算 |
| 4.2.1 失效率未知的情况 |
| 4.2.2 失效率已知的情况 |
| 4.3 应用实例 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于功能分层的系统网络结构图分析法 |
| 5.1 实现步骤 |
| 5.2 自定义内容 |
| 5.2.1 自定义名词 |
| 5.2.2 自定义图符 |
| 5.3 实现技术 |
| 5.3.1 识别共因失效组 |
| 5.3.2 全路径搜索 |
| 5.4 综合实例 |
| 5.4.1 系统网络结构图 |
| 5.4.2 网络模型图 |
| 5.4.3 网络模型简图 |
| 5.4.4 通路路径全搜索 |
| 5.4.5 失效率未知情况求解 |
| 5.4.6 失效率已知情况求解 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）大型升船机驱动系统可靠性分析与建模（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外发展及研究现状 |
| 1.2.1 升船机的发展现状 |
| 1.2.2 大型装备复杂系统可靠性的研究现状 |
| 1.2.3 小子样可靠性试验的研究现状 |
| 1.2.4 疲劳可靠性的研究现状 |
| 1.2.5 系统可靠性相关失效的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 升船机驱动系统可靠性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 升船机驱动系统概述 |
| 2.2.1 驱动系统的构成 |
| 2.2.2 驱动系统的功能 |
| 2.3 驱动系统FMECA分析 |
| 2.4 应用Petri网进行驱动系统故障分析 |
| 2.4.1 Petri网在机械可靠性分析中的应用 |
| 2.4.2 Petri网模型 |
| 2.4.3 应用关联矩阵求最小割集 |
| 2.4.4 求含重复事件的Petri网模型的最小割集 |
| 2.4.5 Petri网模型用于故障诊断 |
| 2.4.6 驱动系统的Petri网故障分析模型 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 疲劳性能可靠性试验设计及数据处理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料的P-S-N曲线 |
| 3.3 常规试验方法及数据处理 |
| 3.3.1 成组法 |
| 3.3.2 单侧容限因数法 |
| 3.3.3 新单侧容限因数法 |
| 3.4 Bayes估计法 |
| 3.4.1 Bayes公式 |
| 3.4.2 先验分布 |
| 3.4.3 疲劳寿命小子样可靠性试验评估方法 |
| 3.4.4 算例 |
| 3.5 基于性能-寿命概率映射原理的新型小子样法 |
| 3.5.1 性能-寿命概率映射原理 |
| 3.5.2 小子样(15-5-5-5)/(15-3-3-3)P-S-N曲线试验原理及方法 |
| 3.5.3 小子样(5-5-5-5)P-S-N曲线试验原理及方法 |
| 3.5.4 Bayes估计法 |
| 3.6 试验数据处理及验证 |
| 3.6.1 算例一 |
| 3.6.2 算例二 |
| 3.6.3 算例三 |
| 3.7 小结 |
| 第4章 升船机齿轮疲劳可靠性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 升船机运行参数 |
| 4.3 升船机齿轮载荷分析 |
| 4.3.1 不平衡重量 |
| 4.3.2 风载荷 |
| 4.3.3 摩擦力 |
| 4.3.4 惯性力 |
| 4.3.5 齿轮接触应力及弯曲应力 |
| 4.4 升船机齿轮载荷谱 |
| 4.4.1 升船机齿轮载荷-时间历程 |
| 4.4.2 数据平稳性与各态历经性检验 |
| 4.4.3 应力幅值概率密度函数 |
| 4.5 升船机齿轮的疲劳寿命分析 |
| 4.5.1 齿轮的P-S-N曲线 |
| 4.5.2 升船机齿轮的疲劳寿命分析 |
| 4.6 升船机齿轮疲劳可靠性模型 |
| 4.6.1 剩余强度模型 |
| 4.6.2 剩余强度的分布 |
| 4.6.3 疲劳可靠性模型 |
| 4.6.4 升船机齿轮疲劳可靠性模型 |
| 4.7 小结 |
| 第5章 升船机齿轮齿条啮合系统可靠性分析与建模 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 考虑共因失效的截尾次序统计量模型 |
| 5.2.1 次序统计量分布 |
| 5.2.2 两端截尾次序统计量分布 |
| 5.2.3 考虑共因失效的两端截尾次序统计量可靠性模型 |
| 5.2.4 模型验证及分析 |
| 5.3 升船机齿轮齿条啮合系统可靠度计算 |
| 5.3.1 考虑相关失效的啮合系统可靠性模型 |
| 5.3.2 载荷分析 |
| 5.3.3 齿轮齿条强度分析 |
| 5.3.4 齿轮齿条串联系统可靠度计算 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 升船机驱动系统可靠性模型 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 传统可靠性模型 |
| 6.3 考虑相关失效的系统可靠性模型 |
| 6.4 复杂系统可靠性模型 |
| 6.4.1 系统级串联-表决系统可靠性模型 |
| 6.4.2 系统级串联-并联系统可靠性模型 |
| 6.4.3 系统级并联-串联系统可靠性模型 |
| 6.5 升船机驱动系统可靠性模型 |
| 6.6 小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论着及获奖情况 |
| 作者简历 |
四、冗余系统共因失效的载荷-性能分析与概率估算（论文参考文献）
- [1]铁路信号安全相关系统硬件安全完整性预计方法研究[D]. 张宏扬. 中国铁道科学研究院, 2021(01)
- [2]航天电源控制系统关键模块的可靠性分析方法研究[D]. 周诗扬. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]船舶电力推进系统智能容错控制技术研究[D]. 郭晓杰. 哈尔滨工程大学, 2020(04)
- [4]基于马尔科夫模型的核电厂汽轮机保护系统可靠性研究[J]. 李力,肖长歌. 热力发电, 2020(01)
- [5]汽油吸附脱硫装置安全仪表等级分析与计算[D]. 李磊. 中国石油大学(华东), 2018(07)
- [6]异构分布计算系统可靠性分析及优化方法研究[D]. 王辉. 东南大学, 2016(02)
- [7]认知不确定性下复杂系统的可靠性分析与评估[D]. 米金华. 电子科技大学, 2017(01)
- [8]核电站数字化控制系统可靠性评价方法的研究[D]. 方涛. 华北电力大学, 2013(11)
- [9]大型升船机驱动系统可靠性分析与建模[D]. 武滢. 东北大学, 2012(07)
- [10]考虑相关失效时机构的可靠性分析[J]. 张彤,赫志飞,刘平,卢锦明. 天津工业大学学报, 2011(05)