一、改进故障树的monte-carlo数字仿真（论文文献综述）
孙博[1]（2021）在《基于多源信息融合的数控机床关键功能部件可靠性评估》文中提出数控机床作为装备制造业的“工业母机”,其可靠性水平已成为影响行业发展的重要技术指标之一,而保障关键功能部件的可靠性是保障数控机床可靠性水平的重要途径。数控机床关键功能部件的可靠性评估方法不仅用于可靠性水平的考核,还能为可靠性设计、可靠性增长及预防性维修提供重要依据。因此,研究数控机床关键功能部件可靠性评估方法以获取准确的评估结果具有重要的研究意义和工程价值。故障数据是可靠性评估的重要依据,然而随着数控机床关键功能部件可靠性水平的不断提升,可靠性试验周期不断延长,致使有限时间内获取的故障数据严重不足,而仅凭有限的故障数据所得出评估结果的精度较低。在数控机床关键功能部件的全寿命周期中,蕴藏着多源的可靠性信息,但其中存在着部分缺失、获取困难等弊病,若能充分利用这些不完善的信息可弥补故障数据的不足,并提升可靠性评估精度是亟待解决的难题。目前基于多源信息融合的可靠性评估研究通常是将相同维度的信息进行融合,信息源相对单一,易导致评估结果偏差较大,故在保证融合误差最小的前提下,需完善不同来源的信息进行融合的方法。综上,在“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项的资助下,提出了基于多源信息融合的数控机床关键功能部件可靠性评估方法:针对其故障模式多样的特点,以混合威布尔分布为可靠性模型,对区间删失的前期产品可靠性信息、混合不确定的可靠性仿真信息、专家的模糊判断信息、非线性的性能退化信息和右删失的小样本故障等信息进行深入挖掘并融合以评估数控机床关键功能部件可靠性,并以伺服刀架和主轴为例,验证该方法能有效提高可靠性评估的精度。论文主要研究内容如下:（1）针对数控机床关键功能部件前期故障数据存在记录不完整、无准确的故障时间等问题,提出一种考虑区间删失数据的可靠性评估方法。在建立含有区间删失数据的似然函数基础上,采用期望最大化（Expectation Maximization,EM）算法和Delta方法分别进行点估计和区间估计,并通过蒙特卡洛仿真对所提出的方法进行了验证;且将该方法应用在伺服刀架和主轴的可靠性评估中,得到了前期产品的可靠性评估结果。（2）为获得作为数控机床关键功能部件可靠性评估信息源的可靠性仿真信息,提出基于混合不确定性的可靠性仿真方法。从数控机床关键功能部件的功能原理入手,采用“功能-运动-动作”方法建立了故障树;通过扩展的概率盒理论和变异系数对认知不确定性进行量化,并将数控机床关键功能部件作为一种多状态的可维修系统,利用双层蒙特卡洛的方法实现混合不确定性的可靠性仿真;最后应用该方法获取了伺服刀架的可靠性仿真结果,并采用Birnbaum重要度对各子系统的重要度进行评价。（3）为融合前期产品的可靠性信息、专家信息和可靠性仿真信息以得到产品可靠性评估的先验信息,搭建了基于串行结构的信息融合框架。采用“最优最劣”法和模糊理论建立专家系统,并以前期产品的可靠性评估结果作为基础,获取专家对现有产品的可靠性水平判断结果,进而通过贝叶斯融合方法与可靠性仿真信息融合,再利用改进的重要性重采样算法获取最终的多源信息融合结果。（4）为弥补混合威布尔分布在小样本情况下可靠性评估精度低的不足,提出一种考虑右删失数据的小样本可靠性评估方法。由非线性的退化过程预测出故障前的时间,并与小样本的故障数据进行融合;将多源信息融合结果作为先验信息,通过条件概率密度函数进行数据分类,再依据基于马尔科夫链蒙特卡洛方法对各子分布的参数进行求解;最后采用仿真和实例分析评价所提方法的精度。依据本文提出基于多源信息融合的数控机床关键功能部件可靠性评估的方法,获取伺服刀架和主轴可靠性评估结果,且验证了可有效提升评估结果的精度,从而为后续开展可靠性设计、可靠性增长及预防性维修等提供重要的技术手段。
张媛[2]（2021）在《概率共因失效多阶段任务系统的可靠性评估与优化》文中认为由于工业系统所包含的元件数量不断增加,其结构复杂性也不断提高,从而导致元件失效的概率越来越高。元件的失效可能会导致系统失效,由此带来难以估计的经济损失,在现实生活中,多数系统具有多阶段性,所以多阶段任务系统可靠性研究一直受到社会的广泛关注。然而,现有的多阶段任务系统可靠性评估方法大多存在收敛速度慢和计算精度低的问题,因此本文以概率共因失效多阶段任务系统为研究对象,针对其可靠性评估与优化展开研究。首先,本文针对多阶段任务系统可靠性评估方法存在计算精度低和收敛速度慢的问题,研究了一种多阶段离散时间贝叶斯网络方法。该方法首先将各阶段运行时间离散为固定值,并给出各阶段运行时间被离散后的时间分段的宽度计算表达式,其次基于新的动态门转换方法提出了动态多阶段离散时间贝叶斯网络方法,提高了系统可靠性的计算精度。通过与通用生成函数方法和蒙特卡洛仿真方法进行对比实验分析,验证了在相同计算精度下多阶段离散时间贝叶斯网络方法比蒙特卡洛仿真方法耗时更少。同时,通过与通用生成函数方法与传统离散时间贝叶斯网络方法进行对比实验分析,验证了所提出的动态多阶段离散时间贝叶斯网络方法比传统方法具有更高的计算精度。其次,本文针对概率共因失效多阶段任务系统,提出了显式概率共因多阶段离散时间贝叶斯网络方法。该方法基于逻辑或门直接将概率共因失效纳入到系统可靠性评估中,逻辑或门分别连接元件的独立失效和元件的概率共因失效这两个基本事件,通过评估叶节点处于可靠状态的概率得到概率共因失效多阶段任务系统的可靠性。最后通过案例验证了共因失效导致系统可靠性下降,针对案例分析了概率共因失效对系统可靠性的影响。最后,本文研究了概率共因失效多阶段任务系统的可靠性优化方法。该方法基于概率重要度方法得到各元件在不同阶段的重要度排序,找到各阶段的薄弱环节并对其设计冗余元件来优化系统结构,以达对系统可靠性优化的目的。
王庆[3]（2021）在《飞行器发射控制系统高可靠设计与实现》文中研究表明随着近年来电子器件集成度和自动化技术的不断飞跃,飞行器发射控制系统得以突飞猛进地迭代升级,对可靠性的要求越来越高。整个发射控制系统是飞行器系统的关键和核心,它的高可靠性决定整个飞行器发射任务的成败,因而飞行器发射控制系统的高可靠性设计是系统设计的首要目标。本文通过对系统可靠性进行研究,提出一个合理的可靠性系统设计过程,采用可靠的算法进行设计分析,最后通过搭建实验系统完成系统的测试。本文以飞行器发射控制系统高可靠性指标作为研究对象。首先,对飞行器控制系统进行原理上分析,提出基本设计组成单元。其次,在系统设计方案的基础上,引入区间打分方式,结合专家对系统设计方案的评价打分,采用层次分析法和德尔菲法对打分数据进行处理。然后,基于模糊综合评判的方法进行系统的计算,得到一致性较好的矩阵,满足工程要求。最后,进行权重因素和权重向量的计算,得到系统的可靠性分配值。结合研发费用要求,采用动态规划算法进行子系统部件的冗余分配,完成系统级分配计算,并通过马尔科夫理论计算分析冗余分配的合理性。在完成系统级可靠性分配计算后,结合实际的测试和功能需要,分析系统组成部件间的结构关系。根据系统之间的组成关系,建立故障树模型,并分析其故障源、测试点、测试信号,建立相关性矩阵。基于VS2015编写一种基于测试覆盖度的遗传算法,将其与传统遗传算法相比,有更好的收敛性。该算法可以计算出故障检测率和故障隔离率,进而优化测试点布置和指导系统设计,提高系统的可靠性。完成飞行器控制系统关键硬件电路设计,开发了基于Keil开发环境的下位机软件,并且基于QT5.8的开发环境完成上位机代码的编写。根据实际搭建的系统,进行系统故障树的分析和可靠度计算,并且引入蒙特卡洛方法完成系统的仿真。通过故障注入实验,检测到对应的故障,计算出系统可靠度。对搭建的飞行器控制系统平台,完成了系统的自检、火工品通路等测试。
梁禾[4]（2021）在《不确定性影响下复杂机电系统可靠性及敏感性分析》文中研究说明现代工业设备结构精密,功能复杂,高度集成声、光、电、液、气等技术于一体。为确保大型机电设备稳定运行,系统可靠性分析发挥着巨大的作用。可靠性为评价设备性能的重要指标,刻画了系统可靠度、平均寿命、失效率等产品的寿命特征。此外,在缺乏长时间、大批量的统计试验下,对系统工作状态的判定会受不确定性影响,如何有效对不确定性量化与传播分析将会影响可靠性评估结果的准确性。同时大型机电系统结构复杂,零件繁多,每个零件自身不确定性对系统不确定性的影响程度也不相同,因此精准定位对系统不确定性影响程度较高的零件能为后期维护或系统设计初期提供有效的优化意见,这就是敏感性分析的目的与意义。本文就不确定性系统可靠性与敏感性分析评估方法展开了深入研究,主要研究内容包含以下几个部分。基于贝叶斯网络与“缩减法”完成混合不确定性下从可靠性到敏感性的量化工作,并提出了基于缩减法的双循环Monte Carlo仿真分析流程,通过分层遍历时间域与参数域,实现混合不确定性下可靠性与敏感性评估。文中混合不确定性通过概率盒完成量化与可视化,传播过程使用遗传算法寻优。该方法通过算例及实例分析,成功量化零件不确定性对系统不确定性的影响程度,验证了在实际工程中的可行性。贝叶斯网络推理是可靠性推导的经典方法,但推理过程难以像Survival Signature有效分离系统结构与先验信息。但传统Survival Signature仅适用于二态系统,因此本文对将该方法实现从二态到多态系统的扩展,对于组件状态概率分布,通过齐次马尔科夫模型建模推导。本文提出了适用于含有多个同类零件构成的多态系统可靠性评估方法,并且基于双循环Monte Carlo仿真法完成敏感性量化。最后将该方法应用于桥型结构算例,结果表明,该方法对于状态转移规则较为规律的系统具有较高的可行性。最后,将所提两种混合不确定性下系统可靠性与敏感性分析方法应用于XKA28系列动梁桥式数控龙门铣镗床的进给控制系统中。该系统分为W、X、Y、Z轴进给控制子系统,根据子系统零件类型与数量,对W/X轴子系统采用多态Survival Signature方法,对Y/Z子系统采用贝叶斯网络完成可靠性建模。对于系统整体,采用Survival Signature完成建模并推导不确定性传播分析与敏感性分析。
张宏扬[5]（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》文中进行了进一步梳理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。
赵文涛[6]（2021）在《基于蒙特卡洛法的动车组差动保护系统可靠性研究》文中研究表明随着铁路交通的运行速度越来越快,高速列车的占比越来越高,高速列车的运营安全性及各系统的运行可靠性得到越来越高的关注,相应的检修工作量也随之倍增,若没有高效、科学、精确的检修计划,必将造成人力、物力、财力的极大浪费。差动保护系统是动车组牵引主电路实现实时监控的重要保障,若发生故障或误动作将会影响整个动车组的正常运营,其可靠度直接影响列车运行的安全性及稳定性。因此,对动车组差动保护系统的可靠性研究对高速列车能够安全平稳的运行、铁路交通秩序能够保证长久的稳定具有极大的实际意义。本文以动车组差动保护系统为研究对象,分析了系统主要元件的故障模式和故障机理,构建动车组差动保护系统故障树模型。采用下行法计算得出故障树模型的最小割集数量为85个。首先针对具有高可靠性的动车组差动保护系统仅仅能够获取小样本故障数据的特点,采用支持向量回归机对小样本数据集进行扩容处理,充足大量的样本数据能够保障可靠性研究的准确性。在已经搭建好的动车组差动保护系统故障树模型基础上,收集各底事件的截尾故障数据及相应的先验知识并对故障数据集进行研究分析,选取各底事件发生分布函数为二参数威布尔分布,采用贝叶斯估计法结合马尔科夫链与最大似然估计法来对底事件发生概率分布函数的参数进行估计,得到各个底事件的概率密度分布函数为动车组差动保护系统的可靠性研究做准备。引入了传统蒙特卡洛法,针对已建立的故障树模型,利用各个底事件概率密度分布函数的反函数进行大量抽样来模拟重复性实验,将抽样结果作为构造出的顶事件布尔函数的输入,对输出的结果进行曲线拟合以得到系统故障概率分布函数,绘制系统故障分布曲线进而找出动车组差动保护系统故障的变化规律。并对各底事件的重要度大小进行了计算以找到系统的薄弱环节。最后将数学概念多级蒙特卡洛法引入了工程领域进行可靠性仿真分析,对所有割集进行分级嵌套,在达到相应要求精度的情况下放弃对部分割集的计算,发现计算结果与传统蒙特卡洛法相似并能极大地减少计算时间。通过计算各元件对系统可靠性重要度大小找出了动车组差动保护系统的薄弱环节,发现绕组对差动保护系统的重要性最高,且铁芯锈蚀、谐振、外部短路、绝缘破损等事件的重要度较高应在检修中重点关注。研究结果证明本文所提方法在对如动车组等大型复杂系统进行可靠性研究时具有极大的优越性,能够适应当下快速可靠性计算的需求,为制订科学的检修计划、运营维护决策、产品的优化设计等提供了参考理论依据。
智鹏鹏[7]（2020）在《轨道车辆结构可靠性分析与优化设计方法研究》文中提出随着现代轨道车辆结构日益复杂化和轻量化,对其质量水平提出了更高的要求,面对关键和复杂设计需求的增加,愈加需要对工程实际中存在的几何尺寸、材料属性、载荷等不确定性因素高度关注,并进行精确地度量与评估,以减少其对结构性能的影响,确保轨道车辆结构的可靠性和安全性。但是,传统轨道车辆结构分析一般基于确定的结构参数和载荷条件,并借助数值仿真分析和静/动态试验验证其是否满足标准要求,导致分析结果偏于保守且较为理想化。而基于不确定性的结构分析考虑了工程信息中的不确定性,能够真实地对结构零部件性能进行估计,预判其存在失效的可能性,进而减少主要的不可靠性因素,预防事故的发生。同时,考虑参数不确定性的结构优化能够使轨道车辆设计中的分析模型更加精细,获得兼顾可靠性和优异性能的设计方案。为此,本文考虑参数的不确定性从结构可靠性与优化设计两方面开展适用于轨道车辆结构的设计方法研究,对现有不确定性分析与优化理论体系进行拓展和完善,为轨道车辆在研制阶段的可靠性设计提供理论支持和技术支撑。本文的主要研究内容包括以下几个方面:（1）提出考虑参数不确定性的结构静/疲劳强度分析方法。为了验证结构性能分析中考虑参数不确定性的必要性,基于D-最优试验设计和有限元分析确定设计参数波动下的结构静强度,应用响应面代理模型建立不确定性设计参数与结构静强度的函数表达式,并分析参数的不确定性对结构静强度的影响,进而采用Monte Carlo（MC）方法分析结构静强度可靠性;同理,基于疲劳分析理论构建不确定性影响下结构疲劳强度的评估模型,并采用重要性抽样法分析设计参数的不确定性对结构疲劳强度的影响,结合改进的Goodman-Smith疲劳极限图,评估结构疲劳强度可靠性。所提方法定量分析参数不确定性对结构性能的影响,解决了传统确定性分析相对保守的问题。（2）提出适用于轨道车辆结构设计的单/多工况结构可靠性分析方法。面对结构在复杂载荷工况下可靠性分析准确性的提升问题,结合Chebyshev不等式和6σ原则,建立描述区间变量的分段函数模型,提出新模型中区间变量的生成策略及可靠度计算方法,实现结构在单工况下的可靠度精确计算,减少基于概率分布假设导致分析结果的离散性。此外,改进差分进化粒子群算法（IDEPSO）优化子集模拟（SS）,结合改进Ditlevsen方法和最优准则,提出一种基于IDEPSO-SS的多工况结构可靠性分析方法,揭示多工况及其相关性对结构可靠度的影响规律,并确定多工况下结构的最优失效次序。该方法拓宽了可靠性分析方法的应用范围,同时克服了现有模型在多种组合工况下实现轨道车辆结构性能分析的不足。（3）提出基于随机过程的轨道车辆结构静/疲劳强度时变可靠性分析方法。考虑由载荷引起的结构可靠性的时变性与动态性,采用泊松随机过程和概率分布特征描述载荷的作用次数及大小,伽马随机过程描述材料强度的退化,在考虑参数不确定性的条件下建立结构的时变可靠性模型,分析参数的不确定性及时间对结构静强度可靠性的影响。在此基础上,基于线路试验和疲劳损伤理论计算结构的等效应力,利用连续时间模型和伊藤引理,建立时变等效应力与疲劳强度模型,进而提出轨道车辆结构的等效时变动态应力-强度干涉模型,分析结构服役寿命与疲劳可靠度的关系。该模型直观反映了服役寿命（时间）对等效应力和疲劳强度的影响,适用于任意服役寿命（时间）下以动应力为基础的焊接结构疲劳可靠性分析。（4）提出一种基于多级响应面代理模型的模糊优化设计方法。针对隐式结构的多变量优化问题,利用MC方法对结构设计参数进行灵敏度分析,并对其进行分级。采用模糊理论处理设计参数边界约束的不确定性,结合D-最优试验设计和多项式响应面代理模型,依次建立结构的多级响应面模糊优化模型,并应用遗传算法（GA）和非线性规划（NP）对其进行求解。通过与单级响应面代理模型对比,所提方法的计算精度和效率较高,解决了其在多优化变量条件下,拟合精度差及优化效率低的问题。（5）提出一种多目标时变可靠性模糊优化设计方法。为了表征时间对显式结构综合性能的影响,在对其性能指标进行理论推导的基础上,结合连续时间模型和伊藤引理,建立其时变刚度模型和时变强度可靠性模型。同时,采用模糊理论对结构的设计参数进行不确定性量化,应用物理规划法提高设计人员对优化目标的偏好,建立具有时变刚度约束和时变强度可靠性约束的多目标模糊优化设计模型,发展了结合DoE抽样的混合优化求解策略,通过对比三种混合优化策略下的模糊/非模糊优化设计,验证了考虑结构时变可靠度和优化变量模糊性的必要性。该方法在提高优化结果准确性和可靠性的同时,解决了结构设计中因忽略时间因素导致的优化结果偏于危险的问题。
牛皓[8]（2021）在《考虑工作剖面的开关电源可靠性评估及优化设计》文中研究指明开关电源在电子系统中承担电压隔离变换和功率传递等任务,高可靠开关电源是保障其它电子系统正常工作的前提。面对复杂多变的工作剖面,如何在开关电源设计和样机研制阶段准确地评估其可靠性,并进行有针对性的优化设计,是开关电源厂家和研究人员共同关注的技术问题。目前,开关电源电热仿真分析无法准确描述随电源工况变化的元器件应力,元器件寿命预测对开关电源工作剖面考虑不足,可靠性建模忽略开关电源性能退化及其不确定因素的影响,可靠性优化设计方法缺乏对全寿命周期的稳健性和可靠性的综合考虑。这些问题导致开关电源可靠性评估结果与实际情况存在偏差,并且无法从设计源头解决开关电源全寿命周期的可靠性问题。针对以上问题,本文研究考虑工作剖面的开关电源可靠性评估及优化设计方法,建立开关电源多时间尺度电热耦合仿真模型,将开关电源工作剖面信息转换为MOSFET和铝电解电容等关键元器件的应力变化,进而基于加速寿命模型和累积损伤模型预测元器件工作寿命。从元器件参数退化和开关电源性能退化两方面研究开关电源可靠性评估方法,并分析元器件容差、参数退化和工作剖面波动等不确定因素对开关电源可靠性的影响,最终提出开关电源可靠性稳健优化设计方法,实现开关电源全寿命周期稳健性和可靠性的同步优化。首先,提出开关电源多时间尺度电热耦合仿真建模方法,实现开关电源多时间尺度电热应力的准确分析。针对开关电源中失效率最高的MOSFET和铝电解电容,分析MOSFET开关动态特性,确定特性参数与结温的关系,建立MOSFET瞬态热仿真模型,实现MOSFET电热应力的准确分析;分析铝电解电容电参数与工作条件的关系,建立铝电解电容内核温度有限元热仿真模型,实现铝电解电容电热应力的准确分析。分别利用SABER和ANSYS Icepak建立开关电源电路仿真和温度场仿真模型,并基于i SIGHT平台实现电、热仿真控制与数据交互,分析得到不同工作条件下开关电源的电热特性,实现不同工况条件下开关电源多时间尺度电热应力的准确分析,为元器件寿命预测和开关电源可靠性评估奠定基础。其次,提出基于开关电源工作剖面的关键元器件寿命预测方法,实现复杂工作剖面开关电源关键元器件的寿命预测。针对关键元器件MOSFET和铝电解电容,分析MOSFET和铝电解电容在开关电源中的失效模式与机理,根据器件失效机理进行加速试验,建立关键元器件加速寿命模型,确定元器件寿命与其工作应力的关系。分析MOSFET和铝电解电容损伤累积规律,建立关键元器件累积损伤模型,实现非恒定应力条件下元器件损伤的定量计算。利用开关电源电热耦合仿真模型,分析工作剖面条件下MOSFET和铝电解电容的电热应力,将结果代入加速寿命模型和累积损伤模型,实现复杂工作剖面下的关键元器件寿命预测,为开关电源可靠性评估提供参考依据。然后,提出基于退化的开关电源可靠性评估方法,综合考虑元器件退化不确定性和电源性能退化对开关电源可靠性的影响,实现开关电源可靠性的准确评估。从元器件退化失效和性能退化两方面建立开关电源可靠性模型,得到元器件参数退化和电源性能退化与开关电源可靠性的关系。针对寿命短板铝电解电容,提出基于电容退化失效的开关电源可靠性评估方法,建立基于时变退化分布的参数退化模型,分析铝电解电容参数退化对其寿命的“加速效应”,采用Monte Carlo仿真方法实现考虑退化不确定因素的开关电源可靠性评估。针对开关电源性能退化,提出考虑性能退化的开关电源可靠性评估方法,采用灵敏度分析方法确定导致性能波动变化的灵敏器件参数,并基于径向基函数建立用于开关电源性能快速计算的近似模型,建立开关电源性能极限状态方程,实现考虑性能退化的开关电源可靠性评估。最后,在开关电源可靠性评估基础上,提出基于元器件可靠寿命和电源寿命周期成本的开关电源可靠性稳健优化设计方法,实现开关电源全寿命周期稳健性和可靠性的同步优化。针对元器件可靠寿命优化问题,建立基于可靠寿命的稳健优化设计模型,采用粒子群算法优化电路设计参数及容差,提高开关电源工作剖面波动影响下可靠寿命的稳健性;针对开关电源性能退化问题,建立基于寿命周期成本的稳健优化设计模型,采用多目标遗传算法优化灵敏器件参数容差,提高开关电源全寿命周期的可靠性。
潘潼[9]（2020）在《地铁列车信号系统关键设备可靠性分析及维保策略优化》文中认为城市轨道交通的服务宗旨是安全、高效地运送乘客。信号系统作为其中至关重要的一个控制系统,负责指挥地铁列车的有序运行、实现无线通信,必须具有高可靠性,从而确保列车的行车安全和可靠运营。相对高铁来说,地铁列车运行速度较低,且站间距短,需要在短时间内完成启动、提速、减速、刹车的一系列过程。每天高频率地重复执行这些过程使得地铁的运营和维护成本增加,因此对地铁信号设备的维修维保提出了新的要求。本文对地铁信号系统国内外的可靠性研究现状和维修维保现状进行综述后,密切结合某地铁运营公司的实际情况,开展以下几方面的研究:（1）将地铁列车信号系统分为车载信号系统和地面信号系统两大子系统,结合大数据分析方法,针对不同运营线路的信号系统现场故障数据进行数据挖掘与可视化,探究不同的故障子类、故障模式、故障原因、故障影响,并用数据拟合方法探究失效时间间隔的变化规律。以大数据分析结果为支撑,掌握信号系统故障分类、统计故障频发设备,归纳不同故障对列车运行造成的不同影响。针对车载信号系统开展FMECA分析,包括划分故障等级并计算模式故障率、输出危害度矩阵等,最后总结归纳建立FMECA表格。（2）基于地铁运营公司记录的实际故障数据,结合FMECA分析结果,进行车载控制器可靠性特征量估计值的计算,绘制各个可靠性指标随时间变化的函数图,并进行汇总和对比分析。根据实际情况中不同型号车载信号的结构功能差异及故障情况,绘制故障树,分别进行FTA分析。在故障树的基础上,根据一定的转化规则,将所选故障树转化为贝叶斯网络,假设在系统发生故障的条件下,通过相应算法进行贝叶斯网络推理,计算根节点的后验概率,确定对系统发生故障影响概率较大的信号设备,为找到信号系统关键设备提供依据。（3）提取故障数据相对较少的地面信号系统数据进行拼接聚合和预处理,主要针对导致晚点等严重影响的故障数据,从不同维度进行地面信号系统故障数据的可视化分析。在此基础上绘制地面信号系统故障树,进行重要度识别,运用蒙特卡洛模拟方法,基于故障树进行蒙特卡洛仿真,输出地面信号系统可靠性随时间变化的函数图,并结合车载信号系统可靠性分析,计算地铁列车总的信号系统可靠性指标。（4）对地铁运营公司现有维修策略进行调研,归纳维修现状。利用EXAKT建模优化工具,基于比例风险模型、成本决策模型等统计和决策模型,研究考虑风险和成本的地铁信号系统双目标优化维修策略,并以车载控制器为案例建立基于状态的维修模型,有针对性地确定最佳失效风险等级,最小化维保成本的同时保证故障风险处于较低水平,实现维保策略的优化。通过上述几方面的研究,给地铁运营公司的维保人员展现了列车信号系统更直观的故障规律和特点、可靠性现状以及薄弱环节,为实际运营维保制定更合理优化的维修策略,提高系统的服役能力以及降低维修成本具有参考意义。
张宏熙[10]（2020）在《故障树重要度分析方法及应用》文中研究说明描述基本事件发生时对顶事件贡献的重要度是故障树定量分析中的重要指标。重要度不仅能够用于系统的薄弱环节发现,还可用于系统的可靠性改进、优化和分配以及指导系统运行、维修与诊断。当前在各故障树（传统故障树、T-S故障树、Dugan动态故障树和T-S动态故障树）的重要度研究中,主要侧重于传统故障树重要度,其他三种故障树的重要度研究或不完整或有空白;同时,故障树重要度均以随机模型为基础,当样本数量有限时,存在部件可靠性数据不能精确获取的问题。为此,将传统故障树重要度延伸到T-S故障树、Dugan动态故障树和T-S动态故障树中;进而,将区间凸集模型与故障树重要度分析方法结合,提出各故障树的重要度分析方法;进一步,验证所提方法并对不同系统进行了重要度分析。首先,针对传统故障树重要度分析方法存在部件故障概率不能精确获取的问题,提出了基于区间凸集的传统故障树F-V重要度、微分重要度、风险业绩值、风险降低值、改善函数和综合重要度。通过与基于随机模型的传统故障树重要度分析方法对比,验证所提方法的可行性,并对舰载机起落架系统进行传统故障树重要度分析。其次,为解决静态系统任意失效行为刻画及其重要性测度问题,提出了T-S故障树F-V重要度、微分重要度、风险业绩值、风险降低值、改善函数和综合重要度。通过与传统故障树重要度分析方法对比,验证了所提方法的可行性,并对舱盖机构小盖系统进行T-S故障树重要度分析。然后,为解决动态系统失效行为刻画及其重要性测度的问题,提出了Dugan动态故障树关键重要度、F-V重要度、微分重要度、风险业绩值、风险降低值、改善函数和综合重要度。通过与传统故障树重要度分析方法对比,验证了所提方法的可行性,并对液压系统、热交换系统进行Dugan动态故障树重要度分析。最后,为解决任意静、动态失效行为刻画及其重要性测度以及部件可靠性数据不能精确获取的问题,提出了基于区间凸集的T-S动态故障树F-V重要度、微分重要度、风险业绩值、风险降低值、改善函数和综合重要度。通过与传统故障树、Dugan动态故障树重要度分析方法对比,验证所提方法的可行性,并对测量系统、气动制动系统进行T-S动态故障树重要度分析。
二、改进故障树的monte-carlo数字仿真（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、改进故障树的monte-carlo数字仿真（论文提纲范文）
（1）基于多源信息融合的数控机床关键功能部件可靠性评估（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 课题来源 |
| 1.3 数控机床关键功能部件可靠性评估的研究现状 |
| 1.4 可靠性评估关键问题研究现状 |
| 1.4.1 可靠性模型 |
| 1.4.2 小样本可靠性评估 |
| 1.4.3 可靠性仿真 |
| 1.4.4 专家信息 |
| 1.4.5 退化信息 |
| 1.4.6 信息融合研究现状 |
| 1.5 本文的研究思路与内容安排 |
| 第2章 考虑区间删失数据的前期产品可靠性评估方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 问题数学描述 |
| 2.3 基于EM算法的考虑区间删失数据估计方法 |
| 2.3.1 EM算法 |
| 2.3.2 考虑区间删失数据的参数估计 |
| 2.4 基于Delta方法的区间估计方法 |
| 2.5 仿真验证 |
| 2.6 实例分析 |
| 2.6.1 主轴可靠性评估 |
| 2.6.2 伺服刀架可靠性评估 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于混合不确定性的数控机床关键功能部件可靠性仿真方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于FMA法建立故障树 |
| 3.3 不确定性量化 |
| 3.4 基于不完全维修的双层多状态可靠性仿真方法 |
| 3.4.1 蒙特卡洛仿真方法 |
| 3.4.2 数控机床关键功能部件可靠性仿真 |
| 3.5 实例分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于改进的贝叶斯先验信息融合方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 专家系统 |
| 4.2.1 确定各标准权重 |
| 4.2.2 各标准可靠性提升因子的提取 |
| 4.3 基于改进的贝叶斯信息融合方法 |
| 4.4 实例分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 混合威布尔分布的小样本可靠性评估方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 随机退化过程 |
| 5.2.1 Wiener过程的退化模型 |
| 5.2.2 Gamma过程的退化模型 |
| 5.2.3 逆高斯过程的退化模型 |
| 5.2.4 基于扩散过程的非线性退化建模 |
| 5.3 贝叶斯参数估计方法 |
| 5.3.1 贝叶斯方法简介 |
| 5.3.2 马尔科夫链蒙特卡洛方法 |
| 5.4 考虑右删失数据的小样本参数估计方法 |
| 5.4.1 问题数学描述 |
| 5.4.2 混合威布尔分布先验分布 |
| 5.4.3 基于条件概率密度数据分类 |
| 5.4.4 基于MCMC子分布求解方法 |
| 5.5 仿真验证 |
| 5.6 实例分析 |
| 5.6.1 考虑退化数据的主轴可靠性评估 |
| 5.6.2 考虑右删失数据的伺服刀架可靠性评估 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（2）概率共因失效多阶段任务系统的可靠性评估与优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 2 多阶段任务系统可靠性基本理论 |
| 2.1 可靠性分析概念 |
| 2.2 多阶段任务系统概述 |
| 2.3 共因失效相关理论 |
| 2.4 重要度分析理论 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于离散时间贝叶斯网络的多阶段任务系统可靠性评估方法 |
| 3.1 离散时间贝叶斯网络 |
| 3.2 构建多阶段离散时间贝叶斯网络方法 |
| 3.3 构建动态多阶段离散时间贝叶斯网络方法 |
| 3.4 可靠性评估方法 |
| 3.4.1 构建步骤 |
| 3.4.2 逻辑门的条件概率表 |
| 3.4.3 根节点推理算法 |
| 3.5 多阶段任务系统算例分析 |
| 3.5.1 算例描述 |
| 3.5.2 算例可靠性评估模型 |
| 3.5.3 实验对比与结果分析 |
| 3.6 动态多阶段任务系统算例分析 |
| 3.6.1 算例描述 |
| 3.6.2 算例可靠性评估模型 |
| 3.6.3 实验对比与结果分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 概率共因失效多阶段任务系统可靠性评估 |
| 4.1 概率共因失效可靠性评估流程 |
| 4.2 概率共因失效 |
| 4.3 概率共因失效多阶段离散时间贝叶斯网络方法 |
| 4.4 概率共因失效多阶段任务系统算例分析 |
| 4.4.1 算例描述 |
| 4.4.2 实验对比与结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 概率共因失效多阶段任务系统可靠性优化 |
| 5.1 概率重要度分析方法 |
| 5.1.1 系统假设 |
| 5.1.2 概率重要度分析方法 |
| 5.2 概率共因失效多阶段任务系统可靠性优化 |
| 5.3 概率共因失效多阶段任务系统可靠性优化算例分析 |
| 5.3.1 算例描述 |
| 5.3.2 算例可靠性评估模型 |
| 5.3.3 实验对比与结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
（3）飞行器发射控制系统高可靠设计与实现（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 发射控制系统的研究现状 |
| 1.2.2 系统可靠性研究现状 |
| 1.2.3 冗余系统设计研究现状 |
| 1.2.4 系统测试性研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 2 系统可靠性分析研究 |
| 2.1 发射控制系统组成分析 |
| 2.1.1 系统工作原理和组成 |
| 2.1.2 系统可靠性要求指标 |
| 2.2 系统可靠性分配 |
| 2.2.1 可靠性分配方法 |
| 2.2.2 可靠性分配模型 |
| 2.2.3 部件冗余最优分配 |
| 2.3 冗余分配模型计算 |
| 2.3.1 Markov理论概述 |
| 2.3.2 冗余部件Markov分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于可靠性的测试分析 |
| 3.1 故障模型分析 |
| 3.1.1 故障分析 |
| 3.1.2 系统结构功能分析 |
| 3.2 测试建模分析 |
| 3.2.1 多信号流图模型 |
| 3.2.2 测试性故障建模分析 |
| 3.2.3 相关性矩阵求解 |
| 3.3 故障测试分析 |
| 3.3.1 故障特征 |
| 3.3.2 测试性参数 |
| 3.3.3 测试选择优化 |
| 3.3.4 测试计算结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 系统软硬件设计与实现 |
| 4.1 飞行器控制设备 |
| 4.1.1 时序控制单元硬件设计 |
| 4.1.2 飞行器控制设备失效分析 |
| 4.2 前端测控设备 |
| 4.2.1 前端测控单元硬件设计 |
| 4.2.2 前端测控单元失效分析 |
| 4.3 远端发控设备 |
| 4.3.1 远端发控设备硬件设计 |
| 4.3.2 远端发控设备失效分析 |
| 4.4 发射控制系统组成 |
| 4.4.1 系统整体可靠性预计 |
| 4.4.2 继电器冗余设计分析 |
| 4.5 系统软件设计 |
| 4.5.1 下位机软件设计 |
| 4.5.2 上位机软件设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 系统可靠性计算和试验验证 |
| 5.1 可靠性计算与仿真 |
| 5.1.1 基于故障树可靠性计算 |
| 5.1.2 仿真分析 |
| 5.2 故障注入分析 |
| 5.2.1 故障注入方法 |
| 5.2.2 故障注入实验 |
| 5.3 系统平台搭建与测试 |
| 5.3.1 系统搭建 |
| 5.3.2 系统测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 论文展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 系统组成部分的可靠性预计 |
| 附录B 邻接矩阵 |
| 附录C 可达矩阵 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）不确定性影响下复杂机电系统可靠性及敏感性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 可靠性建模与分析方法研究现状 |
| 1.2.1 故障树 |
| 1.2.2 贝叶斯网络 |
| 1.2.3 Survival Signature |
| 1.3 不确定性系统可靠性分析 |
| 1.4 敏感性分析方法研究现状 |
| 1.5 论文的研究内容 |
| 1.6 论文的主要结构 |
| 第二章 基于贝叶斯网络的不确定性系统可靠性及敏感性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于贝叶斯网络的系统可靠性建模与推理 |
| 2.2.1 贝叶斯网络建模方法 |
| 2.2.2 贝叶斯网络前向推理 |
| 2.3 基于概率盒方法的不确定性量化与传播 |
| 2.3.1 基于参数化概率盒的混合不确定性量化 |
| 2.3.2 基于遗传算法的混合不确定性传播算法 |
| 2.4 系统的非精确敏感性分析 |
| 2.5 混合不确定性下可靠性推理与敏感度的量化 |
| 2.6 算例分析 |
| 2.7 工程实例 |
| 2.8 总结 |
| 第三章 基于多态Survival Signature的不确定性系统可靠性及敏感性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多态系统可靠性建模方法 |
| 3.2.1 多态系统理论概述 |
| 3.2.2 齐次马尔科夫模型 |
| 3.3 基于多态Survival Signature的多状态系统可靠性建模 |
| 3.3.1 基于系统Signature可靠性建模 |
| 3.3.2 基于Survival Signature的二态系统可靠性建模 |
| 3.3.3 二态Survival Signature的多态扩展 |
| 3.4 混合不确定性下基于多态Survival Signature可靠性及敏感性分析 |
| 3.5 算例分析 |
| 3.6 总结 |
| 第四章 不确定性下重型数控机床进给系统可靠性及敏感性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 重型数控机床电气控制与驱动系统介绍 |
| 4.2.1 重型数控机床电气控制与驱动系统结构 |
| 4.2.2 XKA28 电气控制与驱动系统的子系统分类 |
| 4.3 电气控制与驱动系统故障分析 |
| 4.3.1 故障位置分析 |
| 4.3.2 故障模式分析 |
| 4.4 进给控制系统可靠性建模 |
| 4.4.1 进给控制系统概述 |
| 4.4.2 进给控制系统功能框图 |
| 4.4.3 进给控制系统可靠性框图 |
| 4.5 考虑不确定性的重型数据机床进给系统可靠性分析 |
| 4.5.1 不确定性下X轴进给控制系统可靠性分析 |
| 4.5.2 不确定性下W轴进给控制系统可靠性分析 |
| 4.5.3 不确定性下Y轴进给控制系统可靠性分析 |
| 4.5.4 不确定性下Z轴进给控制系统可靠性分析 |
| 4.5.5 进给系统可靠性分析 |
| 4.6 总结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（5）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 |
（6）基于蒙特卡洛法的动车组差动保护系统可靠性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的背景与意义 |
| 1.2 选题国内外研究现状 |
| 1.2.1 系统可靠性理论的发展 |
| 1.2.2 高速列车可靠性的研究 |
| 1.3 论文主要研究内容及其技术路线 |
| 1.3.1 论文的主要研究内容 |
| 1.3.2 论文的技术路线 |
| 2 动车组差动保护系统故障树的建立与分析 |
| 2.1 故障树的基本理论 |
| 2.1.1 故障树的常用术语及其符号表示 |
| 2.1.2 故障树的建立规则 |
| 2.2 动车组差动保护系统故障树的建立 |
| 2.2.1 动车组差动保护系统简介 |
| 2.2.2 动车组差动保护系统铁芯常见故障分析 |
| 2.2.3 动车组差动保护系统绕组常见故障分析 |
| 2.2.4 分接开关常见故障分析 |
| 2.2.5 动车组差动保护系统故障树 |
| 2.3 动车组差动保护系统故障树的定性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 动车组差动保护系统故障树底事件发生概率分布的参数估计 |
| 3.1 利用支持向量回归机对小样本数据进行扩容 |
| 3.1.1 小样本数据 |
| 3.1.2 截尾数据 |
| 3.1.3 支持向量回归机 |
| 3.2 发生概率分布的参数贝叶斯极大似然估计 |
| 3.2.1 可靠性建模的常用分布 |
| 3.2.2 极大似然估计 |
| 3.2.3 贝叶斯估计 |
| 3.2.4 截尾数据样本下的参数估计 |
| 3.3 算例分析 |
| 3.3.1 动车组差动保护系统的小样本数据扩容 |
| 3.3.2 动车组差动保护系统底事件发生概率分布参数估计 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 传统蒙特卡洛方法的动车组差动保护系统可靠性研究 |
| 4.1 传统的蒙特卡洛方法 |
| 4.1.1 概述 |
| 4.1.2 传统蒙特卡洛法的计算时间成本 |
| 4.2 传统蒙特卡洛法结合故障树模型的可靠性研究 |
| 4.2.1 可靠性研究流程 |
| 4.2.2 重要度分析 |
| 4.3 算例分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 多级蒙特卡洛方法的动车组差动保护系统可靠性研究 |
| 5.1 多级蒙特卡洛方法 |
| 5.1.1 理论分析 |
| 5.1.2 多级选择算法 |
| 5.1.3 多级蒙特卡洛算法参数的确定 |
| 5.2 算例分析 |
| 5.3 结果对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（7）轨道车辆结构可靠性分析与优化设计方法研究（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 可靠性分析方法研究现状 |
| 1.2.1 不确定性的来源与分类 |
| 1.2.2 可靠性分析的主要方法 |
| 1.2.3 可靠性分析方法在轨道车辆结构性能分析中的应用 |
| 1.3 结构优化设计的研究现状 |
| 1.3.1 结构优化设计的研究现状简述 |
| 1.3.2 优化设计方法在轨道车辆结构优化中的应用 |
| 1.4 存在的主要问题 |
| 1.5 本文主要研究内容及组织结构 |
| 第二章 结构可靠性分析与优化设计基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 应力-强度干涉模型 |
| 2.2.1 静态应力-强度干涉模型 |
| 2.2.2 动态应力-强度干涉模型 |
| 2.2.3 时变动态应力-强度干涉模型 |
| 2.3 基于概率的可靠性求解方法 |
| 2.3.1 一次和二次可靠度方法 |
| 2.3.2 Monte Carlo和子集模拟方法 |
| 2.3.3 代理模型方法 |
| 2.4 结构优化设计模型 |
| 本章小结 |
| 第三章 参数不确定性对结构静/疲劳强度的影响分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 考虑参数不确定性的结构静强度分析 |
| 3.2.1 基于D-最优试验设计的响应面代理模型 |
| 3.2.2 参数不确定对结构静强度影响的可靠度表示 |
| 3.2.3 工程算例分析 |
| 3.3 考虑参数不确定性的结构疲劳强度分析 |
| 3.3.1 多轴疲劳强度分析方法 |
| 3.3.2 改进Goodman-Smith疲劳极限图的绘制 |
| 3.3.3 参数不确定对结构疲劳强度影响的可靠度表示 |
| 3.3.4 基于试验的疲劳强度分析模型验证 |
| 3.3.5 基于RSSM的疲劳强度分析 |
| 本章小结 |
| 第四章 面向载荷工况的结构可靠性分析方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于6σ的单工况结构可靠性分析方法 |
| 4.2.1 基于6σ的结构区间变量的确定 |
| 4.2.2 区间变量的生成策略及结构可靠度计算 |
| 4.2.3 工程算例分析 |
| 4.3 基于IDEPSO-SS的多工况结构可靠性分析方法 |
| 4.3.1 IDEPSO-SS算法的基本原理 |
| 4.3.2 多工况结构可靠性分析方法 |
| 4.3.3 工程算例分析 |
| 本章小结 |
| 第五章 基于随机过程的结构时变可靠性分析方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 考虑参数不确定性的结构静强度时变可靠性分析方法 |
| 5.2.1 基于泊松和伽马随机过程的应力-强度时变性描述 |
| 5.2.2 结构静强度的时变可靠性分析模型 |
| 5.2.3 工程算例分析 |
| 5.3 基于等效时变动态应力-强度干涉模型的结构疲劳强度可靠性分析方法 |
| 5.3.1 线路试验及数据处理 |
| 5.3.2 时变等效应力模型 |
| 5.3.3 时变疲劳强度模型 |
| 5.3.4 等效时变动态应力-强度干涉模型 |
| 5.3.5 工程算例分析 |
| 本章小结 |
| 第六章 多变量/时变可靠性条件下的结构模糊优化设计方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于多级RSSM的结构模糊优化设计 |
| 6.2.1 基于多级RSSM的模糊优化设计方法 |
| 6.2.2 基于MC方法的优化变量确定及分级 |
| 6.2.3 模糊优化数学模型的建立 |
| 6.2.4 各级RSSM的构建及优化 |
| 6.2.5 多级RSSM模糊优化设计的有效性验证 |
| 6.3 基于时变可靠性的结构多目标模糊优化设计 |
| 6.3.1 结构性能指标的理论推导 |
| 6.3.2 基于随机过程的时变可靠性模型 |
| 6.3.3 多目标模糊优化模型的建立 |
| 6.3.4 工程算例分析 |
| 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 创新点摘要 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果及参与的科研项目 |
| 致谢 |
（8）考虑工作剖面的开关电源可靠性评估及优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 课题的国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 电力电子系统多时间尺度电热仿真技术 |
| 1.2.2 基于加速试验的元器件寿命预测技术 |
| 1.2.3 考虑工作剖面的开关电源可靠性评估技术 |
| 1.2.4 开关电源可靠性优化设计技术 |
| 1.2.5 已有研究存在的主要问题 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 开关电源多时间尺度电热耦合仿真建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 考虑工作剖面的开关电源多时间尺度电热耦合仿真策略 |
| 2.3 MOSFET电热仿真建模 |
| 2.3.1 基于开关动态特性的MOSFET电路仿真建模 |
| 2.3.2 基于瞬态热阻的MOSFET热仿真建模 |
| 2.4 铝电解电容电热仿真建模 |
| 2.4.1 铝电解电容电参数特性分析 |
| 2.4.2 基于内核温度的铝电解电容热仿真建模 |
| 2.5 开关电源系统电热耦合仿真建模 |
| 2.5.1 开关电源系统电路仿真建模 |
| 2.5.2 开关电源系统热仿真建模 |
| 2.5.3 基于iSIGHT的开关电源电热耦合仿真建模 |
| 2.5.4 开关电源电热耦合仿真结果验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于开关电源工作剖面的关键元器件寿命预测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于失效物理的关键元器件加速寿命模型 |
| 3.2.1 铝电解电容和MOSFET失效模式分析 |
| 3.2.2 铝电解电容加速寿命模型 |
| 3.2.3 MOSFET加速寿命模型 |
| 3.3 非恒定应力条件下的关键元器件累积损伤模型 |
| 3.3.1 元器件损伤累积过程分析 |
| 3.3.2 铝电解电容和MOSFET累积损伤模型参数 |
| 3.3.3 铝电解电容和MOSFET累积损伤模型验证 |
| 3.4 考虑工作剖面的关键元器件寿命预测 |
| 3.4.1 开关电源工作剖面分析 |
| 3.4.2 基于电热仿真模型的铝电解电容和MOSFET应力分析 |
| 3.4.3 基于雨流计数法的MOSFET结温统计 |
| 3.4.4 铝电解电容和MOSFET寿命预测结果及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于退化的开关电源可靠性评估 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于退化的开关电源可靠性建模 |
| 4.2.1 基于元器件退化失效的开关电源可靠性建模 |
| 4.2.2 基于性能极限状态方程的开关电源可靠性建模 |
| 4.3 基于电容退化失效的开关电源可靠性评估 |
| 4.3.1 基于时变退化分布的铝电解电容参数退化模型 |
| 4.3.2 开关电源工作剖面不确定性建模 |
| 4.3.3 参数退化对铝电解电容电热应力的影响分析 |
| 4.3.4 基于电容退化的开关电源可靠性评估结果及分析 |
| 4.4 考虑性能退化的开关电源可靠性评估 |
| 4.4.1 开关电源性能灵敏度分析 |
| 4.4.2 开关电源性能序贯近似建模 |
| 4.4.3 灵敏器件参数退化模型 |
| 4.4.4 考虑性能退化的开关电源可靠性评估结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 开关电源可靠性稳健优化设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 开关电源可靠性稳健优化设计方法 |
| 5.2.1 开关电源的稳健性与可靠性分析 |
| 5.2.2 开关电源可靠性稳健优化设计流程 |
| 5.3 基于铝电解电容可靠寿命的开关电源稳健优化设计 |
| 5.3.1 基于可靠寿命的稳健优化设计模型 |
| 5.3.2 不同尺寸铝电解电容热应力仿真分析 |
| 5.3.3 基于粒子群算法的开关电源稳健优化设计模型求解 |
| 5.3.4 优化设计前后开关电源可靠寿命结果对比及分析 |
| 5.4 基于性能退化的开关电源稳健优化设计 |
| 5.4.1 开关电源寿命周期成本建模 |
| 5.4.2 开关电源多目标稳健优化设计模型 |
| 5.4.3 基于遗传算法的开关电源多目标稳健优化模型求解 |
| 5.4.4 优化设计前后开关电源可靠性结果对比及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）地铁列车信号系统关键设备可靠性分析及维保策略优化（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 信号系统可靠性研究现状 |
| 1.2.2 信号系统维修策略研究现状 |
| 1.3 本文研究内容及章节安排 |
| 2 地铁信号系统服役能力数据分析与可视化 |
| 2.1 地铁信号系统概述 |
| 2.1.1 列车运行自动控制系统 |
| 2.1.2 车载信号设备 |
| 2.1.3 轨旁信号设备 |
| 2.2 信号系统故障数据统计分析 |
| 2.2.1 大数据分析流程 |
| 2.2.2 A线路信号系统故障数据分析 |
| 2.2.3 B线路信号系统故障数据分析 |
| 2.2.4 C线路信号系统故障数据分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 车载信号系统可靠性评估 |
| 3.1 故障模式影响及危害度分析概述 |
| 3.2 车载ATP/ATO系统FMECA分析 |
| 3.2.1 故障等级划分 |
| 3.2.2 模式故障率m的计算 |
| 3.2.3 严酷度和故障影响概率 |
| 3.2.4 故障模式危害度 |
| 3.2.5 危害度矩阵输出与FMECA建表 |
| 3.3 可靠性特征量估计值的计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 地铁车载信号系统可靠性分析 |
| 4.1 故障树分析概述 |
| 4.1.1 基本概念和分析流程 |
| 4.1.2 定性分析 |
| 4.1.3 定量分析 |
| 4.2 故障树案例分析 |
| 4.2.1 A型车故障树分析 |
| 4.2.2 B型车故障树分析 |
| 4.2.3 C型车故障树分析 |
| 4.3 车载信号系统贝叶斯网络分析 |
| 4.3.1 贝叶斯理论基础 |
| 4.3.2 贝叶斯网络推理和学习 |
| 4.3.3 基于故障树的贝叶斯网络分析 |
| 4.3.4 车载信号系统贝叶斯网路推理 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 地面信号系统可靠性分析 |
| 5.1 地面信号系统大数据分析 |
| 5.2 地面信号系统故障树分析 |
| 5.3 蒙特卡洛方法分析地面信号系统可靠度 |
| 5.3.1 蒙特卡洛方法概述 |
| 5.3.2 蒙特卡洛模拟步骤 |
| 5.3.3 故障树-蒙特卡洛模拟方法 |
| 5.4 列车信号系统可靠性指标计算 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 信号系统维保策略建模优化 |
| 6.1 信号设备维修现状及分析软件简介 |
| 6.1.1 信号系统维修章程 |
| 6.1.2 本文所用分析软件简介 |
| 6.2 CBM模型搭建 |
| 6.2.1 比例风险模型 |
| 6.2.2 转移概率模型 |
| 6.2.3 失效时间的条件分布 |
| 6.2.4 成本决策模型 |
| 6.3 案例分析 |
| 6.3.1 数据转换和预处理 |
| 6.3.2 建模优化 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 未来展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 地铁列车信号系统运营维保及管理框架总结 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（10）故障树重要度分析方法及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 故障树分析方法研究现状 |
| 1.2.1 静态故障树分析方法研究现状 |
| 1.2.2 动态故障树分析方法研究现状 |
| 1.3 重要度研究现状 |
| 1.4 课题来源 |
| 1.5 研究思路与内容安排 |
| 1.5.1 问题提出 |
| 1.5.2 研究思路 |
| 1.5.3 内容安排 |
| 第2章 传统故障树重要度分析方法 |
| 2.1 传统故障树分析方法 |
| 2.1.1 传统故障树 |
| 2.1.2 不确定性问题及描述模型 |
| 2.1.3 传统故障树分析与计算 |
| 2.2 基于区间凸集的传统故障树重要度分析方法 |
| 2.3 基于区间凸集的传统故障树重要度分析方法验证 |
| 2.4 实例分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 T-S故障树重要度分析方法 |
| 3.1 T-S故障树 |
| 3.1.1 T-S门及其描述规则 |
| 3.1.2 T-S故障树算法 |
| 3.2 T-S故障树重要度分析方法 |
| 3.3 T-S故障树重要度分析方法验证 |
| 3.4 实例分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Dugan动态故障树重要度分析方法 |
| 4.1 Dugan动态门 |
| 4.2 基于Monte Carlo法求解Dugan动态故障树 |
| 4.3 Dugan动态故障树重要度分析方法 |
| 4.4 DUGAN动态故障树重要度分析方法验证 |
| 4.5 实例分析 |
| 4.5.1 液压系统 |
| 4.5.2 热交换系统 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 T-S动态故障树重要度分析方法 |
| 5.1 T-S动态故障树 |
| 5.1.1 T-S动态门及其描述规则 |
| 5.1.2 T-S动态故障树算法 |
| 5.2 基于区间凸集的T-S动态故障树重要度 |
| 5.3 基于区间凸集的T-S动态故障树重要度分析方法验证 |
| 5.4 实例分析 |
| 5.4.1 测量系统 |
| 5.4.2 气动制动系统 |
| 5.5 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 |
四、改进故障树的monte-carlo数字仿真（论文参考文献）
- [1]基于多源信息融合的数控机床关键功能部件可靠性评估[D]. 孙博. 吉林大学, 2021
- [2]概率共因失效多阶段任务系统的可靠性评估与优化[D]. 张媛. 西安理工大学, 2021(01)
- [3]飞行器发射控制系统高可靠设计与实现[D]. 王庆. 北京交通大学, 2021(02)
- [4]不确定性影响下复杂机电系统可靠性及敏感性分析[D]. 梁禾. 电子科技大学, 2021(01)
- [5]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)
- [6]基于蒙特卡洛法的动车组差动保护系统可靠性研究[D]. 赵文涛. 兰州交通大学, 2021(02)
- [7]轨道车辆结构可靠性分析与优化设计方法研究[D]. 智鹏鹏. 大连交通大学, 2020(01)
- [8]考虑工作剖面的开关电源可靠性评估及优化设计[D]. 牛皓. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [9]地铁列车信号系统关键设备可靠性分析及维保策略优化[D]. 潘潼. 北京交通大学, 2020(03)
- [10]故障树重要度分析方法及应用[D]. 张宏熙. 燕山大学, 2020