Reliability Analysis of Hydraulic System of Anchor Drilling Rigs Based on Fuzzy Fault Tree

Considering that the fault phenomenon of the power head cannot feed under actual working conditions,fuzzy mathematics theory is introduced into fault tree analysis(FTA)according to the structural characteristics of hydraulic system of anchor drilling rigs in this paper.The triangle fuzzy number is used to describe the fault probability of the basic event,the fuzzy probability importance of the basic event is calculated,and the basic events are sorted by comparing the magnitude of the fuzzy probability importance.The results show that the gear wear of auxiliary oil pump,suction phenomena of gear pump,wear and leakage of No.1 and No.3 pumps are the key factors leading to power head failure.In order to improve the overall reliability of the hydraulic system,fault diagnosis and maintenance decisions provide a theoretical basis.

基于优化故障树模型的液压机械可靠性评估

针对现有液压机械可靠性评估方法存在的评估时间过长、评估结果精度较差等问题,提出基于优化故障树模型的可靠性评估方法。确定液压机械全部故障类型及逻辑关系,建立液压机械故障树模型,采用T-S模糊门取代逻辑门优化故障树模型。利用层次分析法(AHP)测定中间事件重要度,应用T-S模糊门规则对底事件故障概率与模糊数进行设定与计算,获取液压机械故障概率,从而计算出液压机械可靠性评估结果。实验结果显示:该方法的评估时间为4.8 s,液压机械可靠性评估结果与实际结果相同。

基于T-S故障树和贝叶斯网络的模糊可靠性评估方法

针对贝叶斯网络方法存在的贝叶斯网络模型和节点条件概率表难以构造、根节点故障率和故障概率数据难以精确获取等不足,以及T-S故障树分析方法存在的计算复杂、不能进行反向推理等不足,提出基于T-S故障树和贝叶斯网络的模糊可靠性评估方法:利用T-S故障树构造贝叶斯网络模型、T-S门规则构造节点条件概率表;用模糊数描述节点的多种故障状态,模糊子集描述节点各故障状态下的故障率、故障概率;结合贝叶斯网络推理给出在仅知根节点故障状态条件下,叶节点各故障状态的发生概率、根节点状态重要度;以及已知根节点各故障状态的故障率、故障概率模糊子集条件下,叶节点各故障状态的故障率、故障概率模糊子集,以及根节点模糊重要度、后验概率。通过与文献[5]的T-S故障树分析方法、文献[10]的贝叶斯网络方法对比,验证所提方法的可行性。对巷道运输车液压系统进行模糊可靠性评估,计算根节点状态重要度等可靠性指标,为提高系统可靠性和进行故障诊断提供依据。

T-S模糊重要度分析方法研究

针对故障树分析中部件失效概率、故障状态和系统故障机理的不确定性问题,用模糊子集来表示部件的失效可能性,用模糊数来描述部件和系统的故障状态,用T-S模糊模型来描述部件之间的联系,在T-S模糊故障树分析算法基础上,提出两种T-S模糊重要度:拓展传统二态系统模糊重要度的重心法,综合部件所有故障状态的失效可能性对系统重要程度的影响,定义多态系统T-S模糊重要度,并由算例对比得出,传统模糊重要度可看作是T-S模糊重要度的一个特例,T-S模糊重要度更为一般化;在仅已知部件故障状态的情况下,提出T-S状态重要度的概念及其计算方法。对某导航系统进行重要度分析,验证了算法的有效性。

基于模糊集合理论的液压缸故障树分析方法研究

文章针对汽车起重机液压缸故障,建立了一个比较完整的故障树;针对液压缸故障树分析时存在底事件故障概率获取不足的特点,将模糊集合理论和专家判断法引入故障树分析法(fault tree analysis,FTA)中,使故障树具有处理模糊信息的能力;在对故障树进行传统定性分析的基础上,将底事件发生概率的可靠性数据与通过模糊计算获得的模糊概率相结合进行故障树定量分析。结合某型号汽车起重机实例数据进行分析,估计出了故障树子树顶事件的模糊故障概率及其各底事件的重要度。

基于T-S模糊故障树分析的液压系统故障搜索策略

提出一种基于T-S模糊故障树分析的故障搜索策略。以某型液压载重车支腿液压系统故障树为例,在给出T-S模糊故障树基本事件的T-S关键重要度概念和计算方法的基础上,综合考虑基本事件的T-S关键重要度和搜索费用等因素,采用逼近理想解排序法(TOPSIS)计算出故障方案的搜索顺序。该方法克服了传统故障树分析方法在故障搜索中二态假设的局限,分析了在不同顶事件故障程度的条件下的故障搜索策略,增加了故障搜索结果的准确度,提高了故障诊断的可行性。

大功率液压马达速度伺服系统的控制方法研究

本文针对大功率液压转速系统快速调节这一要求,采用旁路控制的液压泵-马达速度伺服系统,当系统受到负载的阶跃扰动时,系统的参数随之发生急剧变化,使该系统具有快时变特性。作者根据系统的特点,采用人工智能中的知识工程方法及模糊控制方法,取得了满意的结果。

基于贝叶斯网络和灰关联法的多态液压系统故障诊断

提出基于贝叶斯网络和灰关联法并综合考虑根节点后验概率和故障诊断处理成本的故障诊断方法。考虑根节点故障状态的多态属性,利用贝叶斯网络推理求得根节点后验概率,利用模糊子集描述故障诊断处理成本,通过灰关联法建立故障诊断决策矩阵,计算故障诊断决策方案的灰关联度,进而确定故障决策方案的搜索序列以得出系统故障原因。通过液压系统实例,分别求解出半故障状态和故障状态下的故障诊断序列,同时也验证该方法的可信度和可行性。

应用贝叶斯理论评估水下采油树可靠性

水下采油树作为水下油气开采的重要设备,长期处于深海中,其可靠性直接影响整个水下生产系统的安全稳定运行。因此,为研究水下采油树系统的工作可靠性问题,提出一种基于贝叶斯理论的可靠性评估方法,该方法在融合模糊理论的基础上,并考虑到部件失效概率的动态性问题,并以构造的动态模糊子集来表述各根节点的失效概率。该方法有效改善了传统贝叶斯网络在处理故障信息存在模糊性及动态性等方面的问题,提高了系统可靠性分析结果的准确性。通过利用贝叶斯网络对水下采油树系统进行可靠性分析,以期为水下采油树的故障诊断与维修提供了理论依据和数据支撑。

基于T-S模糊故障树和贝叶斯网络的隧道坍塌易发性评价

坍塌是钻爆法隧道施工过程中常见的灾害事故之一.为了有效预防坍塌事故,为隧道施工安全风险分析和管理提供决策依据,将T-S模糊故障树和贝叶斯网络进行互补融合,提出了一种基于两者的钻爆法施工隧道坍塌可能性评价方法.根据T-S模糊故障树向贝叶斯网络转化的方法来确定贝叶斯网络模型和条件概率表;利用模糊数和模糊子集分别描述节点的故障状态和故障概率;运用贝叶斯网络双向推理算法进行计算.该方法可以利用根节点的故障概率模糊子集和施工中实际故障状态两种不同的正向推理方式计算隧道坍塌可能性,并且可以依据根节点的重要度分析结果排查故障,同时可以通过反向推理计算根节点的后验概率诊断故障.两个工程实例的应用结果表明,该方法能够科学、合理地评价隧道坍塌的可能性并确定关键致险因子,可作为隧道施工安全保障和管理的决策工具.

基于T-S模糊故障树的煤矿坑道钻机液压动力系统故障诊断研究

针对煤矿坑道钻机液压动力系统复杂化带来系统中各元件间逻辑关系模糊、失效形式多态性及故障概率获取困难等问题,克服传统故障树在复杂机电液装备故障诊断分析中的局限性,实现及时准确获取设备故障信息,发现故障原因并采取措施,提出一种基于T-S模糊故障树煤矿坑道钻机液压动力系统的故障诊断方法。以ZDY25000LK型钻机液压动力系统为研究对象,对系统的层次结构进行分析,以T-S模糊故障树描述系统的性能变量,进行分析建树。根据质心距离相似度的度量法对专家评估的底事件模糊概率进行修正,求解顶事件在不同故障程度时发生概率的梯形模糊数。通过T-S概率重要度分析,确定各底事件的重要度排序,指出在不同故障程度时液压动力系统的薄弱环节。结果表明:部件级到系统级事件发生严重故障的概率呈递增趋势,系统中多个部件发生轻微故障时,系统发生严重故障的可能性较大。各事件的故障程度对上级事件发生的贡献度不同,根据重要度排序锁定故障位置并判断故障原因。当液压动力系统出现严重故障时,根据重要度分析结果,应优先排查安全阀工作情况、油泵内部磨损情况及内部串油情况。该方法实现在不同故障程度时系统中薄弱环节的快速定位,在鄂尔多斯淮河能源唐家会煤矿的工程试验中得到验证,为提高煤矿坑道钻机的可靠性提供了参考依据。

基于模糊动态故障树的提升机盘式制动系统可靠性研究

盘式制动系统是矿井提升机安全运行最重要的保障之一,故研究其系统可靠性具有重要的意义。由于提升机盘式制动系统是一个典型的冗余系统,系统故障存在模糊性、动态性和随机性,为提高矿井提升机盘式制动系统的安全可靠性和分析系统故障的因素,运用模糊动态故障树分析方法对矿井提升机盘式制动系统关键的失效模式进行可靠性研究。以盘式制动系统中的TE161型液压站系统作为可靠性研究对象,对盘式制动系统的工作原理、结构以及故障因素进行了分析,根据TE161型液压站系统结构组成的冗余性,构建了盘式制动系统液压站动态故障树模型,引入模糊数学理论,采用三角模糊数来描述动态故障树模型的基本事件的失效率,结合动态故障树分析方法对系统进行可靠性分析,对静态模块采用模糊静态算子求解事件的模糊故障概率,对动态模块采用基于模糊马尔可夫动态算子求解事件的模糊故障概率,综合静态子树和动态子树研究结果,并结合截集水平和扩张原理,得到系统运行104h时顶事件模糊故障概率,系统最可能故障的概率是0. 031,结合模糊概率重要度的求解原理,得到系统的基本事件的模糊概率重要度,并对基本事件模糊概率重要度排序分析,得到液压站的关键失效模式以及薄弱环节,为盘式制动系统系统进行故障预防、维护以及液压站设计提供借鉴。

基于模糊FTA的翻车机液压系统状态监测与故障诊断

针对翻车机液压系统中压车梁液压缸无法保压的现象,在分析了该系统工作原理的基础上,建立了该问题故障树,对系统进行了模糊故障树分析。用梯形模糊数描述了底事件与顶事件发生概率,确定了底事件对顶事件发生的危害程度,根据模糊重要度分析结果对底事件进行排序,进而对危害程度较高的底事件进行分析与现场改进。翻车机系统状态监测结果表明,该方法能准确有效地进行故障诊断,分析系统的可靠性,为系统薄弱环节的诊断和评价提供了重要依据。