基于故障樹的AUV可靠性分析與評(píng)估方法研究.pdf

1、水下無人航行器（Autonomous Underwater Vehicle，以下簡稱AUV）可以自主完成多種水下作業(yè)任務(wù)，具有輕便、活動(dòng)范圍廣、自主作業(yè)、無人、安全等特點(diǎn)。AUV能安全抵達(dá)目標(biāo)區(qū)域完成預(yù)定任務(wù)并安全返回指定區(qū)域的前提是其必須具有高的可靠性。為了科學(xué)評(píng)價(jià)AUV系統(tǒng)，不但要對(duì)AUV的系統(tǒng)進(jìn)行研究，更要對(duì)其可靠性進(jìn)行研究。本文主要完成了AUV系統(tǒng)的可靠性分析、基于故障樹的系統(tǒng)可靠性仿真、可靠性評(píng)估以及可靠性仿真與評(píng)估軟件設(shè)計(jì)。

2、
　　首先，以某AUV系統(tǒng)為母型進(jìn)行系統(tǒng)分析，采用基本可靠性分析、任務(wù)可靠性分析方法分別建立相應(yīng)的可靠性框圖以及可靠性數(shù)學(xué)模型。在典型的串、并聯(lián)可靠性模型下，分析了系統(tǒng)可靠性參數(shù)的變化規(guī)律以及計(jì)算方法，給出了提高AUV可靠性的措施。
　　其次，基于故障樹分析方法建立了AUV系統(tǒng)故障樹及對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)函數(shù)，完成了定性與定量分析。定性分析獲取故障樹的全部最小割集，即AUV系統(tǒng)不能正常工作的原因事件及其組合;定量分析獲取AUV系統(tǒng)不能

3、正常工作的概率。再通過對(duì)故障樹的底事件進(jìn)行重要度分析，得出AUV系統(tǒng)中最重要和最關(guān)鍵的部件，為改善系統(tǒng)設(shè)計(jì)、確定系統(tǒng)需要監(jiān)測的部位、以及故障診斷提供依據(jù)。然后以故障樹最小割集為基礎(chǔ)，對(duì)AUV系統(tǒng)可靠性仿真方法進(jìn)行研究討論。由可靠性仿真結(jié)果，可以得出AUV系統(tǒng)平均無故障間隔時(shí)間、可靠度分布曲線、基本部件重要度以及基本部件模式重要度，基本部件的模式重要度可以用來判斷AUV系統(tǒng)存在的薄弱環(huán)節(jié)。通過提高薄弱環(huán)節(jié)可靠度，經(jīng)過仿真對(duì)比分析，得出AU