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基于故障树的AUV可靠性分析与评估方法研究
| 论文题名： | 基于故障树的AUV可靠性分析与评估方法研究 |
| 关键词： | 水下无人航行器;可靠性;评估体系;故障树 |
| 摘要： | 水下无人航行器（Autonomous Underwater Vehicle，以下简称AUV）可以自主完成多种水下作业任务，具有轻便、活动范围广、自主作业、无人、安全等特点。AUV能安全抵达目标区域完成预定任务并安全返回指定区域的前提是其必须具有高的可靠性。为了科学评价AUV系统，不但要对AUV的系统进行研究，更要对其可靠性进行研究。本文主要完成了AUV系统的可靠性分析、基于故障树的系统可靠性仿真、可靠性评估以及可靠性仿真与评估软件设计。 首先，以某AUV系统为母型进行系统分析，采用基本可靠性分析、任务可靠性分析方法分别建立相应的可靠性框图以及可靠性数学模型。在典型的串、并联可靠性模型下，分析了系统可靠性参数的变化规律以及计算方法，给出了提高AUV可靠性的措施。 其次，基于故障树分析方法建立了AUV系统故障树及对应的结构函数，完成了定性与定量分析。定性分析获取故障树的全部最小割集，即AUV系统不能正常工作的原因事件及其组合;定量分析获取AUV系统不能正常工作的概率。再通过对故障树的底事件进行重要度分析，得出AUV系统中最重要和最关键的部件，为改善系统设计、确定系统需要监测的部位、以及故障诊断提供依据。然后以故障树最小割集为基础，对AUV系统可靠性仿真方法进行研究讨论。由可靠性仿真结果，可以得出AUV系统平均无故障间隔时间、可靠度分布曲线、基本部件重要度以及基本部件模式重要度，基本部件的模式重要度可以用来判断AUV系统存在的薄弱环节。通过提高薄弱环节可靠度，经过仿真对比分析，得出AUV系统可靠度也随之得到提高。 最后，研究了AUV系统可靠性评估方法，结合试验统计数据，设计了贝叶斯方法与故障树分析方法相结合的可靠性评估算法，以AUV系统典型作业任务为例，完成了可靠性评估。基于Matlab软件完成了AUV系统可靠性仿真与评估软件设计，使整个可靠性分析与评估工作更加简便。 |
| 作者： | 李海波 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 李娟;李来春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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