船舶电站冗余系统可靠性建模与分析

为解决船舶电站冗余系统的可靠性计算问题,从船舶电站冗余系统主要冗余方式的基本模型出发,提出了基于马尔柯夫过程的船舶电站冗余系统可靠性分析方法,建立了船舶电站冗余系统的可靠性数学模型,从而推导出船舶电站冗余系统的可靠度与平均无故障工作时间,为船舶电站冗余设计提供重要理论依据。所述基本思想及结论不但适用于船舶电站冗余系统,对其它形式的电站系统也有参考价值。     

基于马尔可夫模型的容错系统可靠性分析

容错系统的可靠性分析是容错系统设计过程中最重要的步骤之一。在容错控制系统的可靠性分析中，利用马尔可夫过程和半马尔可夫过程理论对容错系统进行可靠性建模能够较为真实地描述系统的实际工作情况。但是，由于容错系统为了达到高可靠性而采用了大量的冗余配置及重构技术，使得该可靠性模型往往变得相当复杂。因此，对系统可靠性模型进行必要的化筒，可以减少许多计算量并使该模型更回答符合实际使用要求。     

冗余控制系统在卸船机上的应用

电厂设备对控制系统的可靠性要求很高,而冗余技术是提高控制系统可靠性的一种有效方法,所以在发电厂的技术规格书中,经常对卸船机上的电气控制系统提出冗余的要求。为此,我们自2005年开始对卸船机的冗余系统进行了专门的研究,得到了成功的应用。     

多微机实时控制系统的可靠性剖析

作者运用马尔柯夫过程理论,从动态上分析了多微机系统故障及其转移与修复状态的运动,建立了空间离散、时间连续的可维多机控制系统的可靠性数学模型,並独立地运用拉普拉斯变换理论,推导出多机系统的平均失效间隔时间和系统稳态有效度的简捷计算方法。根据多机控制系统的组成及其运行特点,建立了N/r/m(m≦N)系统(整个计算机系统共有N个子系统,其中r个冗余子系统、m个维修人员)在可靠度与有效度两种参量下的运动方程组,在这些方程组的基础上运用平均失效间隔和稳态有效度的计算方法,导出其求解方程组,分别归纳了系统的平均失效间隔和稳态有效度计算公式。接着,作者应用平均失效间隔计算公式求出双机可维系统与双机不可维系统的平均失效间隔,并分别与单机系统的平均失效间隔进行比较,分析了子系统的维修度对多机系统可靠性的重要影响。根据当前计算机系统实际运行情况,将子系统的平均失效间隔与平均修复时间代入,得到了具体的量化概念,并提出提高系统可靠性的具体措施。     

多微机实时控制系统的可靠性研究

本文从理论与实践两方面讨论多微机系统在提高实时控制系统可靠性方面所起的重要作用。文章首先讨论多微机系统可靠度和有效度的分析和计算,用Markov理论分析空间离散、时间连续的多微机系统的运动方程,推导出平均失效间隔(MTBF)和稳态有效度A(∞)的简捷计算方法,并将双机可维系统与单机系统的MTBF进行计算比较,使可靠性的提高有一个量的概念。其次,文章介绍了提高多微机系统可靠性的措施,解决了双机系统的监视诊断和转换,设计了时间监视转换器,以及CFU、ROM、RAM、CTC等的自检方法。这些措施,经过长期的实际使用,证明是非常有效的。     

基于多目标遗传算法的复杂系统可靠性冗余优化

提出了将多目标遗传算法用于复杂系统可靠性冗余优化设计的方法。根据系统可靠性冗余的模型,采用多目标遗传优化技术,同时考虑可靠性、费用和重量目标,得到了冗余系统的Pareto最优解。设计者能在这些Pareto解中根据偏好选择最后的折中解。计算了1个3目标的可靠性冗余优化的例子,数值结果表明,多目标遗传算法能迅速搜索到可靠性冗余指标的Pareto解,并且这些解的分布均匀。     

基于状态转移法的冷却水系统动态可靠性分析

由于传统的系统可靠性建模与分析方法在描述时间、过程变量和操纵员等的动态影响时存在困难,而无法满足复杂动态系统可靠性分析的需要。对具有动态随机性故障的可修系统采用静态近似处理,经常会导致计算的可靠性指标与实际情况相差较大。针对动态分析问题,应用马尔科夫过程理论建立了系统中部件可靠性参数随时间变化的状态转移方程,根据冷却水系统的原理和运行特点建立了冷却水系统的数学计算模型,并运用算例对该方法进行了分析。分析结果表明,该模型可以合理地分析计算冷却水系统的不可用度随时间的变化。     

基于Markov过程的贮备系统可靠性分析

基于Markov过程研究了贮备系统的可靠性,通过建立适用的模型,计算呈现多种状态贮备系统的可靠性参数,得出的结论对维修工程具有一定的技术参考价值.     

PLC船舶辅助机械控制系统的可靠性研究分析

传统的系统可靠性分析方法存在着分析精准度低的缺陷,无法满足需求,为此提出PLC船舶辅助机械控制系统可靠性分析方法。依据系统载荷应力与强度之间的干涉情况得到系统的可靠度积分公式,采用高斯积分方法对上述公式进行求解,得到可靠度值。设计故障树分析算法,将得到的可靠度值引入,计算系统的故障发生概率,实现PLC船舶辅助机械控制系统的可靠性分析。实验结果显示,提出的系统可靠性分析方法分析精准度平均值比传统高出33%。说明提出的系统可靠性分析方法具备极高的有效性。     

基于可靠性舰船系统冗余优化计算

在舰船系统设计中采用冗余措施可以有效地提高系统的任务可靠性,但同时也增加了系统的复杂性。本文提出的资源耗费最少条件下系统可靠性最大计算、约定资源耗费条件下系统可靠性最大计算的办法,可以合理地配置冗余单元使系统可靠性达到最大。通过对全船液压系统的计算,验证了在舰船系统设计中采用这两种计算方法,可以得到较好的可靠性指标并降低系统的复杂性。     

综合电力系统电力推进分系统集控台设计

针对舰船综合电力系统应用的推进分系统,设计了基于PLC和触摸屏的推进分系统集控台,该集控台主要用于推进电机和推进变频器运行状态机旁监控及综合电力系统能量管理推进显控台遥控间通讯。对集控台硬件、软件、通讯设计进行了详细说明,给出了PLC推进分系统启动、调速、停车流程;综合电力系统现场运行结果表明设计的集控台可以有效的监控推进分系统运行,提高了舰船综合电力系统的数字化、智能化、稳定性和可靠性,对舰船自动化管理以及远程监控水平的研究有一定的借鉴意义。     

基于马尔可夫过程的船舶电站冗余系统可靠性分析

为解决船舶电站可修系统的冗余性、可靠性、维修性问题,采用马尔可夫过程分析了实际船舶电站航行工况冗余系统,并建立可靠性数学模型, 推导出船舶电站冗余系统可用度与可靠度的表达式,为船舶电站冗余设计的可靠性和优化提供了新的实用方法.最后,以实例说明了其在船舶电站控制系统中的工程应用.     

基于马尔科夫模型的船舶设备多状态系统可靠性分析方法

基于多状态理论和马尔科夫模型,建立船舶设备复杂系统的多状态可靠性模型,推导封闭形式的时变状态概率微分解算方程,给出可用度、期望性能输出和期望性能失效等可靠性度量参数分析方法。针对多状态船舶设备特种装置,实施时变可靠性典型算例分析,结果表明:利用马尔科夫模型分析多状态系统可靠性能,具有程式化高、通用性好且结论合理的特点,形成的建模思路、解算程式和分析方法可为船舶设备复杂系统的可靠性分析技术发展提供参考。     

基于灰色马尔科夫过程的船舶推进轴系可靠性分析

为了对船舶推进轴系进行可靠性评估,提出了基于灰色马尔科夫过程的船舶推进轴系可靠性评估模型。该方法将船舶推进轴系分为若干个子系统,根据各个子系统在不同状态下的统计数据,将马尔科夫过程与灰色系统理论相结合,建立了船舶推进轴系可靠性评估模型。通过对实际船舶推进轴系可靠性指标的计算和对比,验证了该模型的正确性,从而为制定船舶推进轴系的维修策略提供了理论支持。     

动力定位船控位能力计算软件平台构建研究

围绕环境载荷计算和推进器推力分配两大关键问题,对控位能力计算软件平台功能实现进行设计。通过对环境载荷计算、推进器配置、推力分配、动力定位能力图绘制等功能进行集成,完成界面友好的控位能力计算软件平台。最后通过实例验证了自研软件的稳定性与输出结果的可靠性。     

软冗余技术在供电联锁装置中的应用

供电联锁装置是供电系统安全运行的重要保障,如何提高该装置的可靠性对长期保证供电网络的安全性和稳定性以及提高供电系统的生命力有着重要意义。文章介绍了基于西门子S7-300软冗余系统的供电联锁装置的软、硬件构成以及实现办法。通过对软冗余系统工作原理的认识,分析主备系统数据同步时间及故障切换时间。文章还采用马尔科夫方法对冗余系统的系统可靠性进行分析,得出软冗余技术对供电联锁装置的可靠性具有较大的提高效果。     

深水全电采油树控制系统可靠性评估方法（英文）

The subsea all-electric Christmas tree(XT) is a key equipment in subsea production systems.Once it fails,the marine environment will be seriously polluted.Therefore,strict reliability analysis and measures to improve reliability must be performed before a subsea all-electric XT is launched;such measures are crucial to subsea safe production.A fault-tolerant control system was developed in this paper to improve the reliability of XT.A dual-factor degradation model for electrical control system components was proposed to improve the evaluation accuracy,and the reliability of the control system was analyzed based on the Markov model.The influences of the common cause failure and the failure rate in key components on the reliability and availability of the control system were studied.The impacts of mean time to repair and incomplete repair strategy on the availability of the control system were also investigated.Research results show the key factors that affect system reliability,and a specific method to improve the reliability and availability of the control system was given.This reliability analysis method for the control system could be applied to general all-electric subsea control systems to guide their safe production.     

单级船闸运行可靠性分析及提升措施

为了提升单级船闸运行可靠性,对某单级船闸系统进行可靠性分析。通过对单级船闸进行系统功能结构分析,绘制可靠性框图,并建立运行可靠度模型,结合近年来船闸各设备的失效统计资料,计算得到某单级船闸各系统及设备的可靠度,并针对系统的薄弱环节提出相应的措施。结果表明,船闸人字门和启闭机的可靠性最高,电气控制系统的可靠性最低;传感器和止水带是系统的薄弱环节;采用冗余配置、技术创新、快速检修等技术可显著提高系统稳定性。     

一种冗余惯性导航系统的非线性初始对准模型

通过合理的冗余配置惯性导航系统中惯性传感器,充分利用冗余惯性传感器的重复量测值,提出了一种非线性初始对准模型。该模型直接利用惯性传感器的量测输出作为观测值,3个姿态角作为状态变量,有效的降低了模型的维数和提高了模型的可观测度,从而保证了初始对准的精度和速度。通过分析表明,初始对准的稳态精度取决于惯性传感器的常值误差。仿真结果表明,非线性初始对准模型对准过程中的稳态精度与传统的初始对准模型的稳态精度相当,但是在实时性方面,它能够在5s内使3个失准角同时收敛。