[发明专利]基于二维阵列系统进行可靠度评估的方法

说明书

本发明提供一种基于二维阵列系统进行可靠度评估的方法，其包括以下步骤：步骤一，根据待评估系统确定二维阵列型系统的物理排列方式；步骤二，对二维阵列型系统中的所有元件进行编号；步骤三，确定系统的失效准则；步骤四，确定元件a_i,j的工作概率；步骤五，计算子区域中系统失效元件个数未达到的概率；步骤六，计算子区域失效的风险；步骤七，计算系统可靠度指标值。本发明采用矩阵运算，且为稀疏矩阵，因此计算速度块、能对大规模系统进行评估；并且还能够对异构元器件构成的系统评估其可靠度，符合工程需求。

技术领域

本发明涉及系统可靠性评估领域，尤其涉及一种基于二维阵列系统进行可靠度评估的方法。

背景技术

阵列的抽象定义是一组具有相同资料形态的元素，所组成的有序集合。对阵列的定义通常包括:阵列名称、阵列大小、阵列中元素的资料形态。阵列可以按照维数进行分类：一维阵列、二维阵列、三维阵列与高维阵列。

二维阵列系统可用于描述相控阵雷达、天线、液晶显示屏等组成元件在二维平面内规则排列的系统模型。在现有文献中，通常都假设该系统各个元件的可靠性水平是一致的。然而，在实际工作中，当要评价系统可靠性时，这一假设却很难成立。因为，当某些元件失效(老龄)时，我们通常都会对该元件进行更换，导致系统中各个元件的剩余寿命不一致。对于这类系统，现有的可靠性评估方法无法给出评估结果。因此需要一种对可用二维阵列进行描述的系统可靠度评估方法，具体而言，是对阵列系统(如相控阵雷达、大型天线)的失效准则进行了定义，并给出可靠度的计算方法。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种基于二维阵列系统进行可靠度评估的方法，具体包括以下步骤：

步骤一，确定待评估系统为二维阵列型系统，然后根据待评估系统确定二维阵列型系统的物理排列方式；

步骤二，对二维阵列型系统中的所有元件进行编号，记为a_i,j，i∈{1,2,...,m}表示行序号，j∈{1,2,...,n}表示列序；

步骤三，确定系统的失效准则，即根据待评估系统确定子区域r×s中最大能接受失效元件的总数k，其中，子区域表示任何一个r行、s列个元件构成的区域；

步骤四，确定元件a_i,j的工作概率，记为p_i,j或p_i,j(t)；

步骤五，由下式计算子区域中系统失效元件个数未达到的概率，记为表示子区域的左上角起点元件为a_x,y，向右扩展(s-1)个元件，向下扩展(r-1)个元件，子区域中系统失效元件个数未达到的概率为：

其中：

其中，当公式中的参数为ω＝p_i,j时，求得的是一个数值；当公式中的参数为ω＝p_i,j(t)时，求得的是关于变量t的一个数值，变量t表示时间，m为二维阵列系统的行数，n为二维阵列系统的列数，r为子区域的行数，s为子区域的列数，k为子区域r×s中最大能接受失效元件的总数；

步骤六，计算子区域失效的风险，记为P^xy，子区域失效的风险P^xy为：

步骤七，计算系统可靠度指标值；

(1)平面型二维阵列系统的可靠度由下式进行评估：

(2)桶型二维阵列系统的可靠度由下式进行评估：