[发明专利]一种基于故障混杂模型的机电系统故障传播分析方法

说明书

本发明涉及一种基于故障混杂模型的机电系统故障传播分析方法，属于可靠性工程技术领域，解决了现有技术中无法描述机电系统结构性和非结构性故障混杂传播的问题。所述方法包括以下步骤：将机电系统按照功能分为若干功能模块；建立各功能模块的故障混杂模型；根据各功能模块的故障混杂模型，得到相应的功能模块故障混杂模型传递函数；根据机电系统的输入信号、各功能模块故障混杂模型传递函数得到机电系统故障混杂模型输出信号，实现基于故障混杂模型的机电系统故障混杂传播。

技术领域

本发明涉及可靠性工程技术领域，尤其涉及一种基于故障混杂模型的机电系统故障传播分析方法。

背景技术

机电系统是一个由相互关联，相互作用，相互影响的电路模块和机械模块组织而形成的系统，在实际生活中有着广泛的应用。机电系统在运行中故障的发生较为常见，其故障具有混杂特性，包含结构性故障和非结构性故障，其中结构性故障指由功能模块中电子器件故障引起的电路拓扑结构改变，非结构性故障指功能模块中电子器件退化或参数漂移导致的电性能信号变化。在系统运行过程中，两种故障混杂传播导致其功能失效。

近年来，国内外学者多致力于对结构性故障传播的研究，忽略了系统运行时非结构性故障对系统的影响。

目前关于故障传播的方法有基于图论、基于petri网、基于复杂网络、和定性推理方法，但其无法描述故障的混杂传播过程。或是将机电系统视为混杂系统，建立层次结构模型或混杂自动机模型等，实现系统的紧急控制，但无法描故障的传播过程。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种基于故障混杂模型的机电系统故障传播分析方法，用以解决现有技术中无法描述机电系统结构性和非结构性故障混杂传播的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种基于故障混杂模型的机电系统故障传播分析方法，所述方法包括以下步骤：

将机电系统按照功能分为若干功能模块；

建立各功能模块的故障混杂模型；

根据各功能模块的故障混杂模型，得到相应的功能模块故障混杂模型传递函数；

根据机电系统的输入信号、各功能模块故障混杂模型传递函数得到机电系统故障混杂模型输出信号，实现机电系统故障的混杂传播。

本发明有益效果如下：本实施例提供的基于故障混杂模型的机电系统故障传播分析方法，通过确定系统结构组成，划分功能模块，建立各功能模块的故障混杂模型，该故障混杂模型包含了机电系统结构性和非结构性故障，解决了现有技术中无法描述机电系统结构性和非结构性故障混杂传播的问题。

进一步，所述功能模块的故障混杂模型分为离散层、连续层和交互层；

所述离散层用于表示功能模块发生结构性故障后对应的电路拓扑结构；

所述连续层用于表示功能模块发生非结构性故障后对应的功能模块电子器件参数变化；

所述交互层用于表示功能模块由离散层和连续层共同作用得到的故障混杂模型结果。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过对功能模块的故障混杂模型进行分层，对功能模块的结构性故障和非结构性故障分别进行分析，最终在交互层得到离散层和连续层共同作用得到的故障混杂模型结果，思路清晰，便于实现。

进一步，所述结构性故障，指由功能模块中电子器件故障引起的电路拓扑结构改变；

所述非结构性故障，指功能模块中电子器件退化或参数漂移导致的电性能信号变化。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过明确结构性故障和非结构性故障的具体内容，方便相关人员对两种故障进行分析，有利于得到更加准确的分析结果。