基于状态监测的可修复杂电力设备预防性维修控制策略研究

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3、)£~*BJ!,ij:~lr~J,}3I(8工程硕士学位论文基于状态监测的可修复杂电力设备预防性维修控制策略研究ControlStrategyStudyonPreventiveMaintenanceofRepairableComplexPowerEquipmentBasedonConditionMonitoring作者姓名：康永强工程领域：电气工程研究方向：可靠性控制学号：0612046校内导师：苏宏升教授企业导师：刘畅高级工程师完成日期：2015年4月15日兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学工程硕士学位论文摘要针对在传统可修复杂电力设备预防

4、性维护模型中最优检测项不具有动态实时性、无法反应设备真实状态的局限性，研究了基于设备状态，以检查率为控制变量的控制策略。建立了系统动态行为的微分方程，给出维修系统效能指标的计算表达式，设计出以检查率为控制变量的动态控制策略，并分析其对应控制系统的稳定性。该控制策略的实质是从控制论的角度去改变并控制系统概率演化行为，进而达到所期望的概率指标，保证系统的安全生产目标，同时，调整系统MTTF，减少校正性维修费用。理论分析及仿真结果表明：该方法可以提高设备利用率、为设备的实际维护决策提供理论支持。本文主要研究内容如下：(1)根据可靠性理论、运动系统的稳定性理论和状态转移理论以及随机过程有关

5、理论知识等，按照复杂设备的故障过程定律，结合电力设备的实际运行情况，做一些合乎规律的科学假设，对可修复杂电力设备状态进行严格定义和划分，建立完善的复杂设备运行时的状态转移图和状态转移方程（包括三状态和四状态模型），同时对该维修系统进行可靠性分析，给出维修系统的可靠性指标，包括系统瞬态和稳态概率、系统稳态可用度、系统平均失效时间及系统状态平均停留时间。(2)按照系统稳态运行时的安全生产要求（期望的稳态概率）及设备的自然失效率和维修时间分布，研究对预防性维护检测间隔期（工作部件检修间隔期和库存部件检测间隔期）的动态控制策略（包括模型参考控制策略、基于李亚普诺夫稳定性理论和基于超稳定性理

6、论的自适应控制策略）及可实现性。对状态量进行区域划分，给出起始于不同区域时的控制策略、状态概率曲线及可靠性指标，并对结构扰动进行鲁棒分析。同时，给出系统状态估计方程，利用稳定性理论及矩阵论知识给出系统实际状态概率的范数不等式，并利用极大数定律及中心极限定律给出误差阀值和检测时间，继而给出以概率估计和误差控制为核心的控制策略。(3)以酒泉桥西风电场为例，进行仿真验证。给出系统可靠性指标，同时，应用概率估计和误差控制方法，通过检查率来控制实际系统的概率行为，进而达到期望的稳态目标。仿真结果与理论计算结果相同，表明该策略是正确及有效的。关键词：可修复杂电力设备；可靠性；检查率；动态控制策

7、略；概率估计论文类型：应用研究-I-基于状态监测的可修复杂电力设备预防性维修控制策略研究AbstractInviewofthelimitationsthattheoptimalexaminingitemdonothavedynamicreal-timespecialityanddonotreflecttheactualstateofequipmentinthetraditionalpreventivemaintenancemodelofrepairablecomple