基于故障树分析法的某控制系统故障与可靠性研究

针对复杂卫星载荷控制系统高可靠性提升问题,聚焦系统故障潜在原因,提出一种基于量化底事件与顶事件重要度解析的故障树分析方法。以卫星载荷控制系统设计原理及功能为基础,利用故障树分析法定义故障树顶事件,查找故障原因,确定与底事件之间的逻辑关系,构建故障树;利用布尔代数方法确定故障树最小割集,对故障树底事件进行定性分析;通过最小割集失效率对顶事件进行定性分析,调整单一底事件的质量参数,对底事件与顶事件重要度依赖关系进行量化。研究结果表明,故障树能直观显示系统存在的故障原因,主控芯片故障、时钟信号异常、上位机复位通道故障等为影响系统可靠性的主要故障因素,可根据量化底事件对顶事件故障的影响程度,实现对产品设计、生产、调试、运行过程中潜在故障的预先排查。

基于改进默克尔树与区块链的电网调度自动控制软件版本一致性管控方法

调度自动控制软件是调度自动化系统的核心。近年来,发生了一些运维人员在工程现场随意变更调度自动控制软件版本,导致现场运行版本与测试通过版本不一致,进而造成软件运行异常的不良后果,严重影响了系统安全稳定运行。针对软件版本一致性问题,提出了一种基于改进默克尔树与区块链的电网调度自动控制软件版本一致性管控方法。设计了基于区块链的调度自动控制软件版本管控流程,结合调度自动控制软件特点,提出改进默克尔树对软件版本标注算法,提高了软件版本标识的安全可靠性;运用区块链技术进行软件版本信息上链存储,确保版本信息可核查、可追溯;设计了软件版本切片一致性校验方法,解决了调度自动控制软件测试和现场运行环境不一致导致无法校验的问题。最后,以自动电压控制软件为例,验证了所提出的软件版本一致性管控方法的有效性。

基于故障树的水下航行器控制系统可靠性分析

水下航行器的故障往往导致较为严重的经济和科研价值损失,由控制系统设备、元器件失效导致的整体故障事件尤为常见。为准确了解水下航行器控制系统可靠性,通过构建故障树,获得故障树最小割集,得到控制系统失效事件的组合,利用故障树结构中间事件和基本事件的逻辑关系,建立控制系统可靠性分析模型,提出一种利用最小割集直接计算可靠度的方法。与传统可靠性框图法计算系统可靠度的方法对比分析,结果表明,通过最小割集计算系统可靠度的方法数学逻辑更加清晰,解决了因绘制可靠性框图导致数学表达不连续的问题,提高了可靠性分析的便捷性和推理效率,对水下航行器全生命周期的系统安全分析具有重要意义。

故障树在控制系统可靠性评估中的应用分析

针对典型的控制系统,采用故障树分析的方法对控制功能进行故障分析、故障树建模和计算。基于建立的故障树模型,对控制功能的可靠性进行评估和分析计算,获取控制系统各个组成部分的可靠性数值。利用计算得到的可靠性数据,提出对控制系统进行提高可靠性和降低可靠性优化改进的思路和方法,使优化后的控制系统具有适当的可靠性和良好的性价比。

基于快速扩展随机树的小麦收割机作业路径智能控制方法

小麦收割机作业受农田地形和作物分布、农田尺寸和形状等多种因素的影响,造成小麦收割机的路径智能控制效果不佳,导致收割效率和小麦收割质量相对偏低,提出基于快速扩展随机树的小麦收割机作业路径智能控制方法。从路径的起点到终点都是作业区域点,每个作业区域点收割任务一次完成,不能重复路过两次,所有作业区域点收割任务不能超过收割机预算时间为约束,建立了小麦收割机作业路径控制数学模型。将小麦收割机在待收割小麦农田中开始收割起始点作为扩展树的根节点,让小麦收割机从根节点出发,随机扩展选取小麦收割机的下一个可移动位置,对构建目标函数进行寻优。通过在整个自由空间生成一棵扩展随机树的方法,控制小麦收割机在最优可行路径上。测试结果表明,所提路径控制方法综合考虑了单位面积油耗和收割效率,能够在同样时间内完成更多的收割作业,具有更高的收割效率和小麦收割质量,提高了作业效率和生产能力。

建筑工程质量控制中的问题树分析与根本原因排查

文章深入探讨了建筑工程质量控制中的问题树分析与根本原因排查。首先,概述了建筑工程质量控制的定义,并强调了其在保障人民生命和财产安全、提升城市形象和居住环境、节约资源和降低维护成本等方面的重要性。其次,说明了建筑工程质量控制中的常见问题类型。再次,基于问题树分析法的理论基础,通过一个具体的建筑工程案例,详细阐述了问题树分析法的应用。最后,论述了建筑工程质量控制中的根本原因排查步骤及要点,包括问题定义、数据收集与分析、假设验证、根本原因识别及解决方案与预防措施制订。通过探讨,文章展示了如何有效地解决建筑工程中的质量问题,以便助力工程建设顺利开展。

基于故障树定量分析的直升机振动主动控制系统安全性评估

振动主动控制系统作为直升机的重要组成设备,具有有效降低机上振动水平的作用,其安全性水平直接决定直升机的减振能力。本文以直升机振动主动控制系统为例,通过分析其功能危险因素,形成所有功能的故障状态清单。以灾难的、危险的故障状态作为顶事件进行故障树分析,并计算其发生概率,以评估振动主动控制系统安全性是否满足要求。

基于故障树-贝叶斯网络的水面无人艇远程控制系统可靠性分析

水面无人艇(USV)远程控制系统的可靠性,直接影响到USV航行安全.文中建立基于故障树与贝叶斯网络相结合的可靠性评估模型.基于USV远程控制系统各设备之间的故障关系构造相应的故障树模型;将远程控制系统故障树映射成贝叶斯网络,利用所构建的贝叶斯网络模型进行评估分析.通过实例分析表明:该模型可实现对故障的反向推理,找出影响系统可靠性的主要因素,计算出系统的可靠性.

悬挂伸缩刀具的树障清理空中机器人飞行控制方法

针对输电线路附近的树障进行清理问题,本文提出了一种新型的悬挂伸缩刀具的树障清理空中机器人并进行了仿真和实物验证.首先,对悬挂伸缩刀具的空中机器人进行了伸缩刀具重心变化下的动力学、运动学建模及接触建模.其次,为避免空中机器人接触作业时机器人倾翻的问题,设计了力估计器用于力感知和导纳控制器用于力控制.针对空中机器人非线性强耦合、伸缩刀具时参数摄动及作业时扰动的问题,设计了线性自抗扰控制(LADRC)的机器人位姿控制器.再次,数值仿真验证了导纳控制能有效避免空中机器人接触作业时产生倾翻的问题,以及基于LADRC控制器的位姿控制具有良好的稳定性和抗扰性.最后,通过实物飞行和接触作业测试,进一步验证了本文悬挂伸缩刀具的树障清理空中机器人及其控制方法的有效性.

无爪图的支撑k-端点树的存在性

树T中度为1的点称为叶子,叶子数目不超过k的树称为k-端点树.图中存在一个哈密尔顿路,说明图中存在恰好含有两个叶子的支撑树.自然就有了关于哈密尔顿路问题的一个推广:考虑图中至多有k个叶子的支撑树即支撑k-端点树的存在性问题.通过控制集参数,确定了连通无爪图中存在支撑k-端点树条件.

车联网环境下基于多策略访问树的安全访问控制算法

车联网环境下传统的资源访问控制技术效率较低且存在安全隐患。因此,提出了一种创新性多策略访问树算法的资源访问控制方案。该方案将传统的单策略访问树改进为多策略访问树,实现多级策略制定,有效提高策略访问效率,实现对资源的细粒度访问。同时,通过引入拉格朗日多项式秘密值恢复机制,将秘密值与授权令牌结合,解决了车联网访问控制授权的安全性问题。通过安全性分析证明了所提方案具有身份匿名性和消息不可否认性;性能分析的结果表明,与其他方案相比,该方案采用了多策略访问树存储策略,在策略执行系统中的存储开销较小;且随着该方案的策略匹配效率提高,计算开销明显变小,说明了该方案适用于在车联网环境下的安全、高效的资源访问控制。

基于PNN神经网络的凿岩台车电液控制系统故障诊断研究

针对凿岩台车电液控制系统故障诊断效率低的问题,该文提出一种结合故障树分析法和概率神经网络(probabilistic neural network,PNN)的故障诊断方法。首先,基于电液控制系统的结构和工作原理构建其故障树模型;然后通过对故障树模型进行定性分析,确定其最小割集和典型故障种类,以选取的典型故障种类的关键参数构建故障征兆矩阵,通过PNN神经网络对该矩阵进行训练和计算,实现对系统典型故障状态的自动识别。实验结果表明,该文方法的平均诊断时间为1.2 s,平均诊断准确率为80%,能够快速准确地定位系统故障,可满足凿岩台车电液控制系统故障诊断的工程实际需求。

基于故障树分析的车身控制器故障诊断研究

针对某车企××款车型的车身控制器出现的自身故障,采用故障树分析法对其进行研究。首先建立了该车型车身控制器出现的自身故障的故障码树状图,结合另外建立的车身控制器结构框架图,最终得到了车身控制器自身故障的故障树模型,依据此模型可以快速查找分析故障原因,提高效率,并为其余模块的故障诊断提供参考依据。

面向空地中继网络优化的无人机运动控制方法

本文提出一种基于模型的通信中继无人机运动控制方法,旨在提高地面车辆编队的网络连通性和通信性能。通过联合考虑未知多用户移动性、环境对信道特性的影响以及接收信号的不可用到达角信息来解决中继无人机运动控制问题。该方法主要由两部分构成:①利用图论中的最小生成树构建网络连接性并定义通信性能指标,该网络连接性同时考虑了地面节点与无人机的通信链路及地面节点与地面节点的通信链路;②针对移动节点的通信中继,提出一种改进粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)和非线性模型预测控制(nonlinear model predictive control,NMPC)相结合的中继无人机运动控制策略,其中移动节点的未来位置由卡尔曼滤波器进行预测。在单一环境和复杂环境下的仿真结果表明,所提出的运动控制方法可以驱使无人机到达或跟踪最优中继位置的运动并提高网络性能,同时论证了考虑环境对信道的影响是有益的。

给定控制数的连通图的最大EDS极图

图G的偏心距离和(EDS)定义为ξ^(d)(G)=∑_(v∈V)ε_(G)(v)D_(G)(v),其中ε_(G)(v)是顶点v的偏心率,D_(G)(v)是顶点v到G中其它所有顶点的距离之和.通过研究图的EDS,给出了Miao等猜想的一个更简单的证明,确定了给定控制数的连通图的最大EDS极图.

基于α-截集三角模糊数和攻击树的CTCS网络安全风险评估方法

针对工业控制系统网络安全风险评估影响因素的不确定性和指标量化困难问题,提出一种基于模糊理论和攻击树的方法评估工业控制系统风险,并将它应用于中国列车控制系统(CTCS)的风险评估。首先,基于CTCS可能面临的网络安全威胁和系统自身的脆弱性建立攻击树模型,使用α-截集三角模糊数(TFN)计算攻击树叶节点和攻击路径的区间概率;其次,利用层次分析法(AHP)建立安全事件损失数学模型,最终得出风险评估值。实验结果表明,所提方法可以有效评估系统风险,预测攻击路径,降低主观因素对风险评估过程的影响,使评估结果更契合实际,为安全防护策略的选择提供参考和依据。

ZDY6500LQK钻机电液控制系统故障分析

ZDY6500LQK是在煤矿井下大量推广应用的一款电控钻机,其远距离遥控操作减轻了工人劳动强度,提高了安全性。但随着设备的长期使用,钻机电液控制系统难免出现故障。为了快速、准确地定位故障原因和迅速处理故障,建立了以遥控发射器调节给进压力时压力显示异常为顶部事件的故障树模型。结合实际生产,定量分析了基础事件发生的概率。结合大概率基础事件的定性分析,从维护保养和设计优化两方面提出了解决方案,为钻机电液控制系统的改进和优化提供参考。

核级锆材质量控制——基于故障树法的Zr-4棒材氢元素检测超标原因排查分析

在Zr-4棒材的失效形式中,氢致开裂是最隐蔽且又破坏最大的失效形式。其主要表现为锆与氢反应形成ZrH_(x)产物,该产物易分解,从而产生裂纹源,影响Zr-4棒材的质量,严重威胁核反应堆的安全。某公司在Zr-4段塞棒的材加工过程中,出现Zr-4棒材成品的氢元素检测超标现象。本文基于故障树的方法,通过实验室检测对比实验、Zr-4棒材的生产工艺排查、生产设备排查、人员技能排查及质量体系排查对比,研究了Zr-4棒材氢元素检测超标的原因。结果表明:Zr-4棒材热旋锻过程工序可能导致Zr-4棒材氢元素数值结果异常。通过原因排查,机理分析和工艺改进,确定了Zr-4棒材氢元素检测异常的质量改进方法,为我国核级锆材生产工艺控制过程的质量管理提供了一种新方法和新思路,为我国核反应堆的安全提供保证。

基于流量延时调度的无线传感网数据传输拥塞控制方法

无线传感网络在数据传输时出现流量控制困难和节点拥塞的情况,为此提出一种新的基于流量延时调度的传输拥塞控制方法。引入流量延时调度,确定数据流量,滤波处理数据流量,设置延时阈值,通过流量与延时阈值的对比,判断是否需要重新传输数据,完成数据传输控制机制设计。利用数据生成树获取网络有效数据包,以此计算信道可以传输数据包的概率临界值,构建数据传输拥堵控制模型,实现无线传感网数据传输拥塞控制。通过仿真分析得知,所提方法拥堵控制的能量消耗仅为149 J,数据传输速率提升到80 Mbit/s以上,数据完整度在99.0%以上,所提方法有效提高了数据传输速率和完整度,降低了能耗消耗,可以有效控制数据传输拥塞,具备了可行性。

网球训练机器人发球动作轨迹线形控制方法

为了准确控制网球训练机器人的击球轨迹和移动路线,帮助运动员培养对不同球的应对能力和适应性,提出网球训练机器人发球动作轨迹线形控制方法。采用计算机三维视觉采集方法对网球训练机器人发球动作轨迹图像展开采集,利用对比度自适应直方图均衡化(Contrast Limited Adaptive Hisogram Equalization,CLAHE)算法对采集到的网球训练机器人发球动作轨迹的图像展开增强处理,以提高图像质量和轨迹的准确性。采用模板树结构管理储存多个网球训练机器人发球动作轨迹,通过使用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)获得关于轨迹线形的估计值。为了提高精度和稳定性,采用所有CNN估计值的加权平均值来优化更新输出,以获得最终的控制结果。实验结果表明:所提方法具有良好的图像增强效果,且动作轨迹控制精度和效率高,适用于网球训练机器人发球动作轨迹线形控制。