基于網(wǎng)絡(luò)模型的復雜機電系統(tǒng)關(guān)鍵部件辨識方法.pdf

1、復雜機電系統(tǒng)是融合機、電、液、光等多物理過程于一體并形成特定功能的復雜物理系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)復雜、高度關(guān)聯(lián)、緊密耦合的特點，并呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化的趨勢。部件間密切關(guān)聯(lián)關(guān)系的存在使得系統(tǒng)“牽一發(fā)而動全身”，一旦系統(tǒng)中某一部件發(fā)生故障，可能快速擴展至整個系統(tǒng)，嚴重時將會使系統(tǒng)陷入癱瘓狀態(tài)。如何通過描述部件之間復雜的相互作用關(guān)系，對部件的重要性進行有效評估并從數(shù)量眾多且關(guān)系繁雜的復雜機電系統(tǒng)中甄別出關(guān)鍵部件顯得尤為重要。但是目前對于復雜機電系統(tǒng)的關(guān)鍵部

2、件辨識還局限于傳統(tǒng)的單一方法，不能滿足其以網(wǎng)絡(luò)化和相關(guān)失效為主要特點的系統(tǒng)關(guān)鍵部件辨識的需求。
　　為此本文深入研究復雜機電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能特點，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)理論與方法，提出一種基于網(wǎng)絡(luò)模型的復雜機電系統(tǒng)部件重要度評估及關(guān)鍵部件辨識方法，主要研究內(nèi)容如下:
　　首先，分析復雜機電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征和功能特征以及體現(xiàn)出的網(wǎng)絡(luò)化特征，在此基礎(chǔ)上，以部件為節(jié)點，以部件之間的功能流為連接邊，構(gòu)建可反映系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能特征的作用關(guān)系網(wǎng)絡(luò)模型，其

3、中將節(jié)點的拓撲結(jié)構(gòu)特征參數(shù)和可靠性參數(shù)作為節(jié)點的屬性，將部件之間的功能依賴強度作為連接邊的權(quán)重。
　　其次，分析影響部件重要度的重要因素，以系統(tǒng)作用關(guān)系網(wǎng)絡(luò)模型為載體，從節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中所處地位及對系統(tǒng)功能發(fā)揮的作用兩方面來度量節(jié)點重要度，分別用節(jié)點結(jié)構(gòu)重要度和節(jié)點功能重要度來表示;分析節(jié)點的拓撲結(jié)構(gòu)特征參數(shù)和節(jié)點的功能特征參數(shù)，結(jié)合節(jié)點的k-鄰近域和位置信息研究節(jié)點的結(jié)構(gòu)重要度評估方法，引入節(jié)點的使用可靠度和節(jié)點間的功能依賴強度

4、對PageRank算法進行改進，研究節(jié)點的功能重要度評估方法;然后綜合以上兩方面因素，采用貝葉斯信息融合的方法得到節(jié)點重要程度的綜合量度——節(jié)點綜合重要度。
　　最后，對復雜機電系統(tǒng)關(guān)鍵部件的概念進行定義，在部件重要度評估的基礎(chǔ)上，結(jié)合部件故障后可能會引發(fā)系統(tǒng)級聯(lián)失效的情況，對關(guān)鍵部件進行分類并給出其判別依據(jù);基于可變模糊聚類迭代模型將各類關(guān)鍵部件的判別依據(jù)作為指標特征值，對復雜機電系統(tǒng)部件集進行聚類分析，結(jié)合最優(yōu)聚類中心確定系統(tǒng)