CH06狀態(tài)相關(guān)系統(tǒng)課件

1、第五章 系統(tǒng)可靠性5.6.1 串聯(lián)結(jié)構(gòu)12以兩個開關(guān)串聯(lián)為例定義兩個故障事件：E1=兩個開關(guān)都短路E2=至少一個開關(guān)開路令Q表示系統(tǒng)發(fā)生故障的概率，則令 =部件i發(fā)生開路故障的概率 =部件i發(fā)生短路故障的概率推廣到n個部件系統(tǒng)系統(tǒng)可靠度是不發(fā)生開路故障的概率減去發(fā)生短路故障的概率。第五章 系統(tǒng)可靠性5.6.2 并聯(lián)結(jié)構(gòu)以兩個開關(guān)并聯(lián)為例定義兩個故障事件：E1=兩個開關(guān)都開路E2=至少一個開關(guān)短路令Q表示系統(tǒng)發(fā)生故障的概率，則推廣到n個部件系統(tǒng)12系統(tǒng)可靠度是不發(fā)生短路故障的概率減去發(fā)生開路故障的概率。第五章 系統(tǒng)可靠性5.6.2 并聯(lián)結(jié)構(gòu)例5.12 某機(jī)械閥有5%的概率不能閉合（開路故障），有

2、10%的概率不能打開（短路故障）。計(jì)算系統(tǒng)可靠度：（1）3個閥串聯(lián)；（2）3個閥并聯(lián)。解： 對于串聯(lián)系統(tǒng)，有 對于并聯(lián)系統(tǒng)，有因?yàn)檎贾鲗?dǎo)地位的故障模式是無法打開閥門，所以串聯(lián)結(jié)構(gòu)有更高的可靠度。第五章 系統(tǒng)可靠性5.6.3 低層級冗余第五章 系統(tǒng)可靠性5.6.4 高層級冗余第五章 系統(tǒng)可靠性5.6.3 高層級冗余例5.13 對某一有如下所示3部件組成的冗余系統(tǒng)，系統(tǒng)中冗余部件的個數(shù)為，即m=3，n=2。求部件組成低層級冗余和高層級冗余的可靠度。部件qsqo10.150.0520.100.0630.200.01對于三態(tài)設(shè)備，低層級冗余的可靠度不一定比高層級的冗余高。第六章 狀態(tài)相關(guān)系統(tǒng)6.1 馬

3、爾可夫分析6.2 均分負(fù)載系統(tǒng)6.3 備用系統(tǒng)第六章 狀態(tài)相關(guān)系統(tǒng)6.1 馬爾可夫分析當(dāng)部件故障在某種程度上相關(guān)時，則需要運(yùn)用更深入的分析方法，如馬爾可夫分析。馬爾可夫方法用于分析系統(tǒng)處于各個可能狀態(tài)的概率?；炯僭O(shè)： 系統(tǒng)從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個狀態(tài)的概率只與系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)，而與系統(tǒng)之前所經(jīng)歷的其他狀態(tài)無關(guān)。系統(tǒng)轉(zhuǎn)移概率與系統(tǒng)的歷史狀態(tài)無關(guān)第六章 狀態(tài)相關(guān)系統(tǒng)6.1 馬爾可夫分析狀態(tài)部件1部件2狀態(tài)部件1部件21正常正常3正常出故障2出故障正常4出故障出故障以兩個部件為例若以并聯(lián)方式連接狀態(tài)4導(dǎo)致系統(tǒng)故障若以串聯(lián)方式連接狀態(tài)2,3,4導(dǎo)致系統(tǒng)故障第六章 狀態(tài)相關(guān)系統(tǒng)6.1 馬爾可夫分析假設(shè)

4、每個部件的故障率為i1234由狀態(tài)1得：由狀態(tài)2得：由狀態(tài)3得：由狀態(tài)4得：第六章 狀態(tài)相關(guān)系統(tǒng)6.1 馬爾可夫分析由狀態(tài)1得：第六章 狀態(tài)相關(guān)系統(tǒng)6.1 馬爾可夫分析類似的：對于串聯(lián)系統(tǒng)對于并聯(lián)系統(tǒng)第六章 狀態(tài)相關(guān)系統(tǒng)6.2 均分負(fù)載系統(tǒng)如果一個部件發(fā)生故障，且該故障部件的負(fù)荷會轉(zhuǎn)移到另一個部件上，那么額外增加的負(fù)荷將導(dǎo)致另一個部件的故障率增加。1234部件相關(guān)兩部件均分負(fù)載系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖第六章 狀態(tài)相關(guān)系統(tǒng)6.2 均分負(fù)載系統(tǒng)兩部件并聯(lián)第六章 狀態(tài)相關(guān)系統(tǒng)6.2 均分負(fù)載系統(tǒng)例6.1 兩臺發(fā)電機(jī)發(fā)電，當(dāng)其中一臺發(fā)電機(jī)發(fā)生故障后，另一臺能夠繼續(xù)供電，然而，增加的負(fù)荷將導(dǎo)致另一臺發(fā)電機(jī)故障率

5、增高。如果=0.01次/天，+=0.10次/天，求系統(tǒng)能夠正常工作10天的可靠度以及系統(tǒng)的MTTF。解： 第六章 狀態(tài)相關(guān)系統(tǒng)6.3 備用系統(tǒng)備用（冷儲備）系統(tǒng)的可靠性比熱儲備系統(tǒng)的可靠性高。1234兩部件備用系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖表示備用單元處于備用狀態(tài)時發(fā)生故障第六章 狀態(tài)相關(guān)系統(tǒng)6.3 備用系統(tǒng)第六章 狀態(tài)相關(guān)系統(tǒng)6.3 備用系統(tǒng)如果備用單元沒有發(fā)生故障，則令如果 ，則第六章 狀態(tài)相關(guān)系統(tǒng)6.3 備用系統(tǒng)例6.2 某主發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)時的故障率為0.01次/天，另一備用發(fā)電機(jī)處于備用狀態(tài)時的故障率是0.001次/天，處于聯(lián)機(jī)狀態(tài)時的故障率為0.10次/天。求系統(tǒng)能夠正常工作30天的可靠度以及系統(tǒng)的MTTF。解：第六章 狀態(tài)相關(guān)系統(tǒng)6.3 備用系統(tǒng)例6.3 備用系統(tǒng)由兩個相同部件組成，故障率=0.002次/h，-=0.0001次/h。求可靠度要求值為0.95時的系統(tǒng)設(shè)計(jì)壽命。解：試湊得：因此最終的解為173h。第六章 狀態(tài)相關(guān)系統(tǒng)6.3.2 存在轉(zhuǎn)換故障 的備用系統(tǒng)當(dāng)轉(zhuǎn)換裝置將備用系統(tǒng)轉(zhuǎn)為聯(lián)機(jī)系統(tǒng)時，備用系統(tǒng)以概率p發(fā)生轉(zhuǎn)換故障。1234第六章 狀態(tài)相關(guān)系統(tǒng)6.3.2 存在轉(zhuǎn)換故障 的備用系統(tǒng)如果p=1，那么備用系統(tǒng)沒有發(fā)揮作用，因此系統(tǒng)總的可靠度就是主用單元的可靠度。第六章 狀態(tài)相關(guān)系統(tǒng)6.3.2 存在轉(zhuǎn)換故障 的備用系統(tǒng)例6.5 某主發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)時的故