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多机牵引同步控制系统的可靠性设计
| 论文题名： | 多机牵引同步控制系统的可靠性设计 |
| 关键词： | 多机牵引;可靠性;三模余度表决 |
| 摘要： | 本论文以铁路局科研项目《机车重联牵引无线同步操纵装置》的为依托,主要工作为根据可靠性工程原理,对机车重联牵引无线同步操纵装置进行改进设计,以提高其可靠性。该研究工作对于重联牵引同步装置及其类似设备的可靠性提升具有一定的现实意义和参考价值。 论文首先阐述了可靠性理论基础及可靠性的评价指标,分别介绍了简单并联系统、三模余度表决系统、三重余度系统等工程中常用的提升可靠性的方法,在对上述方法分析比较的基础上,给出了适用于多机牵引同步装置的三模余度表决方案。该方案对输入的三个通道数字量进行三取二表决输出,对三个通道的模拟量进行三取二表决切换。根据可靠性理论的分析,该方案构成的系统平均无故障时间比单模系统有所减小,但在任务期则具有非常高的可靠度(R≈1),该方案的特点与多机牵引同步控制系统对可靠度的需求相吻合。 针对三模余度表决系统,提出了一种表决器硬件实现方案,该方案采用MCU作为表决器主控制器,并设计了监控模块对主控制器出错的小概率事件进行处理消除,以确保装置不会因表决控制芯片的偶发故障而失效。其中,若系统发生表决器可以判明确切出错通道的故障,先进行识别和表决输出,再通过蜂鸣器与显示屏给出声音和文字提示。对于多个通道出错,无法进行表决输出的情况,控制程序将锁定装置并给出声光报警,且只能在排除故障后经过人工解锁装置才能重新进入工作循环。基于Keil soft uVersion3集成开发环境编写代码实现上文提到的各种控制和故障识别功能。 为验证表决装置设计的正确性和有效性,搭建了临时实验台,基于此平台完成了对三模余度表决装置的软件调试和功能验证。实验结果很好地验证了装置的各项功能满足设计要求,实现了多机牵引同步控制系统的三取二冗余表决输出,对系统可靠性的提升具有一定的价值。 |
| 作者： | 程晋然 |
| 专业： | 电机与电器 |
| 导师： | 郭世明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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