《CH06状态相关系统》PPT课件

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1、第五章系统可靠性5.6三态设备三态设备是指既有开路和短路故障模式又有正常工作状态的部件，例如二极管、电路以及流量开关。对于三态设备，冗余既可能增加也可能减少系统的可靠度。分析三态系统，两个假设前提：故障模式互斥，即只有其中一个故障模式可以出现组成系统的所有部件相互独立第五章系统可靠性5.6.1串联结构12以两个开关串联为例定义两个故障事件：E1=两个开关都短路E2=至少一个开关开路令Q表示系统发生故障的概率，则令=部件i发生开路故障的概率=部件i发生短路故障的概率推广到n个部件系统系统可靠度是不发生开路故障的概率减去发

2、生短路故障的概率。第五章系统可靠性5.6.2并联结构以两个开关并联为例定义两个故障事件：E1=两个开关都开路E2=至少一个开关短路令Q表示系统发生故障的概率，则推广到n个部件系统12系统可靠度是不发生短路故障的概率减去发生开路故障的概率。第五章系统可靠性5.6.2并联结构例5.12某机械阀有5%的概率不能闭合（开路故障），有10%的概率不能打开（短路故障）。计算系统可靠度：（1）3个阀串联；（2）3个阀并联。解：对于串联系统，有对于并联系统，有因为占主导地位的故障模式是无法打开阀门，所以串联结构有更高的可靠度。第五章系

3、统可靠性5.6.3低层级冗余第五章系统可靠性5.6.4高层级冗余第五章系统可靠性5.6.3高层级冗余例5.13对某一有如下所示3部件组成的冗余系统，系统中冗余部件的个数为，即m=3，n=2。求部件组成低层级冗余和高层级冗余的可靠度。部件qsqo10.150.0520.100.0630.200.01<对于三态设备，低层级冗余的可靠度不一定比高层级的冗余高。第六章状态相关系统6.1马尔可夫分析6.2均分负载系统6.3备用系统第六章状态相关系统6.1马尔可夫分析当部件故障在某种程度上相关时，则需要运用更深入的分析方法，如马尔

4、可夫分析。马尔可夫方法用于分析系统处于各个可能状态的概率。基本假设：系统从一个状态转换到另一个状态的概率只与系统的当前状态有关，而与系统之前所经历的其他状态无关。系统转移概率与系统的历史状态无关第六章状态相关系统6.1马尔可夫分析状态部件1部件2状态部件1部件21正常正常3正常出故障2出故障正常4出故障出故障以两个部件为例若以并联方式连接状态4导致系统故障若以串联方式连接状态2,3,4导致系统故障第六章状态相关系统6.1马尔可夫分析假设每个部件的故障率为λi1234由状态1得：由状态2得：由状态3得：由状态4得：第六章

5、状态相关系统6.1马尔可夫分析由状态1得：第六章状态相关系统6.1马尔可夫分析类似的：对于串联系统对于并联系统第六章状态相关系统6.2均分负载系统如果一个部件发生故障，且该故障部件的负荷会转移到另一个部件上，那么额外增加的负荷将导致另一个部件的故障率增加。1234部件相关两部件均分负载系统的状态转移图第六章状态相关系统6.2均分负载系统两部件并联第六章状态相关系统6.2均分负载系统例6.1两台发电机发电，当其中一台发电机发生故障后，另一台能够继续供电，然而，增加的负荷将导致另一台发电机故障率增高。如果λ=0.01次/天

6、，λ+=0.10次/天，求系统能够正常工作10天的可靠度以及系统的MTTF。解：第六章状态相关系统6.3备用系统备用（冷储备）系统的可靠性比热储备系统的可靠性高。1234两部件备用系统的状态转移图表示备用单元处于备用状态时发生故障第六章状态相关系统6.3备用系统第六章状态相关系统6.3备用系统如果备用单元没有发生故障，则令如果，则第六章状态相关系统6.3备用系统例6.2某主发电机工作状态时的故障率为0.01次/天，另一备用发电机处于备用状态时的故障率是0.001次/天，处于联机状态时的故障率为0.10次/天。求系统能够

7、正常工作30天的可靠度以及系统的MTTF。解：第六章状态相关系统6.3备用系统例6.3备用系统由两个相同部件组成，故障率λ=0.002次/h，λ-=0.0001次/h。求可靠度要求值为0.95时的系统设计寿命。解：试凑得：因此最终的解为173h。第六章状态相关系统6.3.2存在转换故障的备用系统当转换装置将备用系统转为联机系统时，备用系统以概率p发生转换故障。1234第六章状态相关系统6.3.2存在转换故障的备用系统如果p=1，那么备用系统没有发挥作用，因此系统总的可靠度就是主用单元的可靠度。第六章状态相关系统6.3.

8、2存在转换故障的备用系统例6.5某主发电机工作状态时的故障率为0.01次/天，另一备用发电机处于备用状态时的故障率是0.001次/天，处于联机状态时的故障率为0.10次/天，如果发生转换故障的概率为10%。求系统能够正常工作30天的可靠度。解：