第一章-機(jī)械故障診斷的基本原理ppt課件

1、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院1第一章第一章 機(jī)械故障診斷的基本原理機(jī)械故障診斷的基本原理1.1 1.1 故障特征參量故障特征參量1.2 1.2 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 機(jī)械故障診斷機(jī)械故障診斷 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院2第一節(jié)第一節(jié) 故障特征參量故障特征參量一、故障特征參量的定義一、故障特征參量的定義對(duì)于某一具體的故障類型，我們所關(guān)心的問題是：對(duì)于某一具體的故障類型，我們所關(guān)心的問題是：這種故障通過哪些物理量表現(xiàn)出來；這種故障通過哪些物理量表現(xiàn)出來；各物理參量與故障間的關(guān)系強(qiáng)弱情況如何。各物理參量與故障間的關(guān)系強(qiáng)弱情況如何。 只有那些與某種故障類型之間的關(guān)系密切、只有那些與某

2、種故障類型之間的關(guān)系密切、對(duì)故障靈敏可靠的物理參量才被用于故障的診斷。對(duì)故障靈敏可靠的物理參量才被用于故障的診斷。 在機(jī)械故障診斷學(xué)領(lǐng)域，將這些對(duì)故障靈敏、穩(wěn)在機(jī)械故障診斷學(xué)領(lǐng)域，將這些對(duì)故障靈敏、穩(wěn)定可靠的物理量稱為故障特征參量。定可靠的物理量稱為故障特征參量。第一章第一章 機(jī)械故障診斷的基本原理機(jī)械故障診斷的基本原理 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院3式中式中 F F 某種故障類型某種故障類型 ； 各種特征參量或故障原因各種特征參量或故障原因 12, 12, 12, 12, 故障診斷就是確定故障診斷就是確定F F與與 之間的某種之間的某種對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)應(yīng)關(guān)系f f，以便通過檢測(cè)，以便通過檢測(cè) 來判斷故來判

3、斷故障類型障類型F F是否發(fā)生，或在已知是否發(fā)生，或在已知F F 發(fā)生的情況下去查發(fā)生的情況下去查明造成明造成F F的原因的原因 等。等。 第二節(jié)第二節(jié) 故障特征參量故障特征參量 故障表現(xiàn)與特征參量和故障原因之間存在故障表現(xiàn)與特征參量和故障原因之間存在如下的對(duì)應(yīng)關(guān)系：如下的對(duì)應(yīng)關(guān)系：12(,)Ff 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院4 對(duì)于同一種故障類型，當(dāng)它們發(fā)生在不對(duì)于同一種故障類型，當(dāng)它們發(fā)生在不同的機(jī)械系統(tǒng)上時(shí)，其故障特征參量也不同的機(jī)械系統(tǒng)上時(shí)，其故障特征參量也不同，因此，在確定某種故障的特征參量同，因此，在確定某種故障的特征參量時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體的系統(tǒng)進(jìn)行。時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體的系統(tǒng)進(jìn)行。井下風(fēng)機(jī)軸承故障

4、井下風(fēng)機(jī)軸承故障中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院5二、故障特征參量的選取原則二、故障特征參量的選取原則1 1、高度敏感性、高度敏感性 機(jī)械系統(tǒng)狀態(tài)的微弱變化應(yīng)引起故障特征參量的機(jī)械系統(tǒng)狀態(tài)的微弱變化應(yīng)引起故障特征參量的較大變化。較大變化。2 2、高度可靠性、高度可靠性 故障特征參量是依賴于機(jī)械系統(tǒng)的狀態(tài)變化而變化故障特征參量是依賴于機(jī)械系統(tǒng)的狀態(tài)變化而變化的，如果把故障特征參量取作應(yīng)變量，系統(tǒng)狀態(tài)取的，如果把故障特征參量取作應(yīng)變量，系統(tǒng)狀態(tài)取作自變量，則故障持征參量應(yīng)是系統(tǒng)狀態(tài)這個(gè)自變作自變量，則故障持征參量應(yīng)是系統(tǒng)狀態(tài)這個(gè)自變量的單值函數(shù)。量的單值函數(shù)。3 3、實(shí)用性或可實(shí)現(xiàn)性）、實(shí)用性或可實(shí)現(xiàn)性） 故

5、障特征參量應(yīng)是便于故障特征參量應(yīng)是便于檢測(cè)的，如果某個(gè)物理參量雖對(duì)某種故障足夠靈敏，檢測(cè)的，如果某個(gè)物理參量雖對(duì)某種故障足夠靈敏，但這個(gè)參量不易獲得但這個(gè)參量不易獲得( (經(jīng)濟(jì)的、技術(shù)方面的考慮經(jīng)濟(jì)的、技術(shù)方面的考慮) )，那么這個(gè)物理參量也不便用作故障特征參量。那么這個(gè)物理參量也不便用作故障特征參量。第二節(jié)第二節(jié) 故障特征參量故障特征參量 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院6三、故障特征參量的選定方法三、故障特征參量的選定方法故障特征參量一般通過理論分析和實(shí)驗(yàn)的方故障特征參量一般通過理論分析和實(shí)驗(yàn)的方法來確定。法來確定。第二節(jié)第二節(jié) 故障特征參量故障特征參量 不同故障，特征參量不同不同故障，特征參量不同同

6、一故障，當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，特征參量也不同同一故障，當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，特征參量也不同中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院7第二節(jié)第二節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 與傳統(tǒng)的診斷手段相對(duì)應(yīng)的識(shí)別理論只能與傳統(tǒng)的診斷手段相對(duì)應(yīng)的識(shí)別理論只能借助形式邏輯進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的推理；而與現(xiàn)借助形式邏輯進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的推理；而與現(xiàn)代診斷技術(shù)相對(duì)應(yīng)，則有故障樹分析、模式代診斷技術(shù)相對(duì)應(yīng)，則有故障樹分析、模式識(shí)別以及模糊診斷等多種識(shí)別理論。識(shí)別以及模糊診斷等多種識(shí)別理論。本節(jié)討論：本節(jié)討論： 邏輯推理邏輯推理 故障樹分析故障樹分析第一章第一章 機(jī)械故障診斷的基本原理機(jī)械故障診斷的基本原理 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院

7、8可把故障診斷過程劃分為以下五個(gè)步驟：可把故障診斷過程劃分為以下五個(gè)步驟： 調(diào)研考察，得出故障現(xiàn)象；調(diào)研考察，得出故障現(xiàn)象； 假設(shè)原因；假設(shè)原因； 由假設(shè)原因推斷出應(yīng)有的結(jié)果；由假設(shè)原因推斷出應(yīng)有的結(jié)果； 將推斷結(jié)果與考察所得的現(xiàn)象進(jìn)行比較；將推斷結(jié)果與考察所得的現(xiàn)象進(jìn)行比較； 得出假設(shè)成立與否的結(jié)論，如果原假設(shè)不得出假設(shè)成立與否的結(jié)論，如果原假設(shè)不成立，則需另立假設(shè)。成立，則需另立假設(shè)。第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 一、形式邏輯推理一、形式邏輯推理中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院91 1原因與結(jié)果原因與結(jié)果 引起某現(xiàn)象產(chǎn)生的現(xiàn)象叫做原因，由另一引起某現(xiàn)象產(chǎn)生的現(xiàn)象叫

8、做原因，由另一現(xiàn)象引起的現(xiàn)象叫結(jié)果?，F(xiàn)象引起的現(xiàn)象叫結(jié)果。2 2因果關(guān)系的特性因果關(guān)系的特性(1)(1)因果關(guān)系的相對(duì)性因果關(guān)系的相對(duì)性 (2)(2)因果關(guān)系的確定性因果關(guān)系的確定性(3)(3)因果關(guān)系的普遍性因果關(guān)系的普遍性第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 幾個(gè)邏輯的概念幾個(gè)邏輯的概念中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院10首先確定可能的原因或結(jié)果首先確定可能的原因或結(jié)果從可能的原因或結(jié)果中進(jìn)行比較刪除虛假成從可能的原因或結(jié)果中進(jìn)行比較刪除虛假成分，找出真正的原因或結(jié)果。分，找出真正的原因或結(jié)果。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院113 3邏輯推理方法邏輯推理方法(1)(1)契合法契合法

9、( (求同法求同法) ) 場(chǎng)所場(chǎng)所 先行或后行情況先行或后行情況 被研究現(xiàn)象被研究現(xiàn)象123ABCaADEaAFGa、 、 、 、結(jié)論：情況A是現(xiàn)象a的原因（結(jié)果）結(jié)論：情況A是現(xiàn)象a的原因（結(jié)果）第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院12場(chǎng)所場(chǎng)所 先行或后行情況先行或后行情況 被研究現(xiàn)象被研究現(xiàn)象(2)(2)差異法差異法( (求異法求異法) ) 在故障分析時(shí)，形成上述差異場(chǎng)合的方法有輪流在故障分析時(shí)，形成上述差異場(chǎng)合的方法有輪流切換法和換件比較法。切換法和換件比較法。 12ABCaBC、 、-、 、結(jié)論：情況A是現(xiàn)象a的原因（結(jié)果）結(jié)論：情況

10、A是現(xiàn)象a的原因（結(jié)果）第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院13輪流切換法：輪流切換法： 場(chǎng)所場(chǎng)所 先行或后行情況先行或后行情況 被研究現(xiàn)象被研究現(xiàn)象1234ABCaACaABaBC、 、-、 、-、 、結(jié)論：情況A是現(xiàn)象a的原因（結(jié)果）結(jié)論：情況A是現(xiàn)象a的原因（結(jié)果）第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院14換件比較法：換件比較法： 分析故障時(shí)，如果懷疑某一零件或部分析故障時(shí)，如果懷疑某一零件或部件是機(jī)器故障的起因，則使用完好件替換，件是機(jī)器故障的起因，則使用完好件替換，并觀察換件前后機(jī)器

11、狀態(tài)的變化，以此斷并觀察換件前后機(jī)器狀態(tài)的變化，以此斷定原零件是否是故障原因之所在。定原零件是否是故障原因之所在。第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院15(3)(3)契合差異并用法契合差異并用法( (求同求異法求同求異法) ) 場(chǎng)所場(chǎng)所 先行或后行情況先行或后行情況 被研究現(xiàn)象被研究現(xiàn)象123ABCDaAEFGaACDFa、 、 、 、 、 、正事例組、結(jié)論：情況A是現(xiàn)象a的原因（結(jié)果）結(jié)論：情況A是現(xiàn)象a的原因（結(jié)果）第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院16場(chǎng)所場(chǎng)所 先行或后行情況先行或后

12、行情況 被研究現(xiàn)象被研究現(xiàn)象第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 123BCDDEFCDF、 、 、負(fù)、 、 、事、 、 、例組結(jié)論：情況A是現(xiàn)象a的原因（結(jié)果）結(jié)論：情況A是現(xiàn)象a的原因（結(jié)果）正負(fù)兩組事例的組成場(chǎng)合越多，結(jié)論越可靠負(fù)事例組的各個(gè)場(chǎng)合應(yīng)選擇與正事例組場(chǎng)合較好相似的來比較，因?yàn)樨?fù)事例的場(chǎng)合是無限多的中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院17(4)(4)共變法共變法 場(chǎng)所場(chǎng)所 先行或后行情況先行或后行情況 被研究現(xiàn)象被研究現(xiàn)象112233123ABCDaACDaABDa、 、 、-、 、 、-、結(jié)論：情況A是現(xiàn)象a的原因（結(jié)果）結(jié)論：情況A是現(xiàn)象a的原因（結(jié)果）第三節(jié)

13、第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院18(5)(5)剩余法剩余法 知：現(xiàn)象知：現(xiàn)象a a是情況是情況A A作用的結(jié)果作用的結(jié)果 現(xiàn)象現(xiàn)象b b是情況是情況B B作用的結(jié)果作用的結(jié)果 現(xiàn)象現(xiàn)象c c是情況是情況C C作用的結(jié)果作用的結(jié)果結(jié)論：現(xiàn)象結(jié)論：現(xiàn)象d d是情況是情況D D作用的結(jié)果作用的結(jié)果第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 由由a、b、c、d構(gòu)成的復(fù)合的被研究現(xiàn)象是構(gòu)成的復(fù)合的被研究現(xiàn)象是復(fù)合的情況復(fù)合的情況A、B、C、D作用的結(jié)果。作用的結(jié)果。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院19必須確認(rèn)復(fù)雜現(xiàn)象的一部分必須確認(rèn)復(fù)雜現(xiàn)象

14、的一部分(a(a、b b、c)c)是某些情是某些情況況(A(A、B B、C)C)引起的，而剩余部分引起的，而剩余部分(d)(d)不可能是這些不可能是這些情況情況(A(A、B B、C)C)引起的；引起的；在應(yīng)用剩余法進(jìn)行推斷時(shí)，有以下兩點(diǎn)需提請(qǐng)注意：在應(yīng)用剩余法進(jìn)行推斷時(shí)，有以下兩點(diǎn)需提請(qǐng)注意： 復(fù)雜現(xiàn)象剩余部分的原因復(fù)雜現(xiàn)象剩余部分的原因(D)(D)，不一定是個(gè)單，不一定是個(gè)單一的情況，還可能是個(gè)復(fù)雜的情況。實(shí)際上多層次、一的情況，還可能是個(gè)復(fù)雜的情況。實(shí)際上多層次、多原因的復(fù)雜故障樹正是描述這種邏輯關(guān)系的。多原因的復(fù)雜故障樹正是描述這種邏輯關(guān)系的。第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械

15、故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院20二、故障樹分析法二、故障樹分析法(FTA)(FTA) 故障樹分析法故障樹分析法(FTA(FTA，F(xiàn)ault Tree Analysis)Fault Tree Analysis)，簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱FTAFTA，是一種將系統(tǒng)故障形成的原因由總體至局，是一種將系統(tǒng)故障形成的原因由總體至局部按樹狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐級(jí)細(xì)化的分析方法，是一種針部按樹狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐級(jí)細(xì)化的分析方法，是一種針對(duì)某個(gè)特定的不希望發(fā)生的事件的由果到因的演繹對(duì)某個(gè)特定的不希望發(fā)生的事件的由果到因的演繹推理方法。推理方法。 故障樹分析法的作用：是對(duì)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、故障樹分析法的作用：是對(duì)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系

16、統(tǒng)設(shè)計(jì)、工廠試驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)故障形式進(jìn)行可靠性分析的工工廠試驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)故障形式進(jìn)行可靠性分析的工具，其目的是要判明基本故障、確定故障的原因、具，其目的是要判明基本故障、確定故障的原因、影響和發(fā)生概率。影響和發(fā)生概率。 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院21故障樹分析法的過程：故障樹分析法的過程： 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 把所研究系統(tǒng)的最不希望發(fā)生的故障狀態(tài)作為故把所研究系統(tǒng)的最不希望發(fā)生的故障狀態(tài)作為故障分析的目標(biāo)，然后找到直接導(dǎo)致這一故障發(fā)生的障分析的目標(biāo)，然后找到直接導(dǎo)致這一故障發(fā)生的全部因素

17、，再找出造成這些全部因素中的每一個(gè)因全部因素，再找出造成這些全部因素中的每一個(gè)因素發(fā)生的全部直接因素，一直追查到那些原始的，素發(fā)生的全部直接因素，一直追查到那些原始的，其故障機(jī)理或概率分布都已知的，無需再深入研究其故障機(jī)理或概率分布都已知的，無需再深入研究的因素為止。的因素為止。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院22第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 描述系統(tǒng)狀態(tài)、部件狀態(tài)的變化過程就叫做描述系統(tǒng)狀態(tài)、部件狀態(tài)的變化過程就叫做事件。事件。 如果系統(tǒng)或元件按規(guī)定要求如果系統(tǒng)或元件按規(guī)定要求( (規(guī)定的條件規(guī)定的條件和時(shí)間和時(shí)間) )完成其功能則稱為正常事件；完成其功能則稱為正常

18、事件； 如果系統(tǒng)或元件不能夠按規(guī)定要求完成指如果系統(tǒng)或元件不能夠按規(guī)定要求完成指定的功能，或者其功能完成不準(zhǔn)確，則稱作定的功能，或者其功能完成不準(zhǔn)確，則稱作故障事件。故障事件。 通常引起故障事件的原因有：硬件失效，通常引起故障事件的原因有：硬件失效，軟件錯(cuò)誤，環(huán)境條件影響以及人為因素等。軟件錯(cuò)誤，環(huán)境條件影響以及人為因素等。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院23 把最不希望發(fā)生的事件把最不希望發(fā)生的事件( (或系統(tǒng)故障事件或系統(tǒng)故障事件) )稱為頂事件，無需再深究的事件稱為頂事件，無需再深究的事件( (形成系統(tǒng)故形成系統(tǒng)故障的基本事件障的基本事件) )稱為底事件，或稱為初始事件，稱為底事件，或稱為初始事件，

19、介于頂事件與底事件之間的一切事件都稱為介于頂事件與底事件之間的一切事件都稱為中間事件。中間事件。 凡是能產(chǎn)生故障事件的元件、子系統(tǒng)、設(shè)凡是能產(chǎn)生故障事件的元件、子系統(tǒng)、設(shè)備、人和環(huán)境條件，在故障樹中都定義為部備、人和環(huán)境條件，在故障樹中都定義為部件。件。 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院24 部件的故障按其產(chǎn)生的原因分為三類：部件的故障按其產(chǎn)生的原因分為三類： 由于系統(tǒng)元件的內(nèi)在原因而產(chǎn)生由于系統(tǒng)元件的內(nèi)在原因而產(chǎn)生的直接故障；的直接故障； 由于外部原因、環(huán)境惡化等造成由于外部原因、環(huán)境惡化等造成的系統(tǒng)元件的間接故障；的系統(tǒng)元件的間接故障

20、； 由于其他不明原因由于其他不明原因( (尚需進(jìn)一步分尚需進(jìn)一步分析析) )而產(chǎn)生的故障，也稱為受控失效。而產(chǎn)生的故障，也稱為受控失效。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院25第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院262 2故障樹分析法的特點(diǎn)故障樹分析法的特點(diǎn)(1)(1)直觀、籠統(tǒng)直觀、籠統(tǒng) (2)(2)靈敏、多用途靈敏、多用途 (3)(3)多目標(biāo)、可計(jì)算多目標(biāo)、可計(jì)算 缺陷：缺陷： 理論性較強(qiáng)，邏輯性較嚴(yán)密，因此要求分析人理論性較強(qiáng)，邏輯性較嚴(yán)密，因此要求分析人員對(duì)所研究的對(duì)象員對(duì)所研究的對(duì)象( (系統(tǒng)或設(shè)備系統(tǒng)或設(shè)備) )必須有透徹的了必須有透徹的了解，

21、還應(yīng)具有比較豐富的設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。解，還應(yīng)具有比較豐富的設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院273 3故障樹分析的步驟故障樹分析的步驟(1)(1)對(duì)所選定的系統(tǒng)對(duì)所選定的系統(tǒng)( (或設(shè)備或設(shè)備) )進(jìn)行必要的預(yù)分析進(jìn)行必要的預(yù)分析 (2)(2)對(duì)系統(tǒng)的故障進(jìn)行定義對(duì)系統(tǒng)的故障進(jìn)行定義 (3)(3)仔細(xì)分析形成各種故障的原因仔細(xì)分析形成各種故障的原因 (4)(4)收集各種故障發(fā)生概率的數(shù)據(jù)收集各種故障發(fā)生概率的數(shù)據(jù) (5)(5)選定系統(tǒng)可能發(fā)生的最不希望發(fā)生的故障狀態(tài)選定系統(tǒng)可能發(fā)生的最不希望發(fā)生的故障狀態(tài)( (事

22、件事件) )作為頂事件，作出故障樹邏輯圖作為頂事件，作出故障樹邏輯圖(6)(6)對(duì)故障樹結(jié)構(gòu)作定性分析對(duì)故障樹結(jié)構(gòu)作定性分析 (7)(7)對(duì)故障樹結(jié)構(gòu)作定量分析對(duì)故障樹結(jié)構(gòu)作定量分析 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院28第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院294 4故障樹分析法中采用的符號(hào)故障樹分析法中采用的符號(hào)分類符 號(hào)含 義故障事件符號(hào)頂事件中間事件基本事件未探明事件條件事件開關(guān)事件中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院30 分類符 號(hào)含 義邏輯門符號(hào)與門或門非門 Z Z Z x x x x x x

23、x 1 2 n 1 2 nniixZ1niixZ1xZ 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院31建立故障樹的主要步驟：建立故障樹的主要步驟： (1)(1)確定頂事件確定頂事件 要有明確的定義；要有明確的定義； 要能進(jìn)行分解，要能進(jìn)行分解，要能度量以便于定量分析。要能度量以便于定量分析。(2)(2)建立邊界條件，簡(jiǎn)化建樹工作建立邊界條件，簡(jiǎn)化建樹工作 故障樹的邊界條件應(yīng)包括：故障樹的邊界條件應(yīng)包括： 初始狀態(tài)初始狀態(tài) 不容許事件不容許事件 不可能事件不可能事件 必然事件必然事件 事件概率事件概率 (3)(3)構(gòu)建故障樹構(gòu)建故障樹 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)

24、電學(xué)院32第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 油泵驅(qū)動(dòng)電路油泵驅(qū)動(dòng)電路E 蓄電池蓄電池 K1 手動(dòng)開關(guān)手動(dòng)開關(guān) K2 電磁開關(guān)電磁開關(guān) M 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)24V） P 油泵油泵如圖所示油泵驅(qū)動(dòng)電路，系統(tǒng)故障為不供油。知：電動(dòng)機(jī)故障率0.001，油泵故障率為0。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院33 油泵驅(qū)動(dòng)電路的故障樹油泵驅(qū)動(dòng)電路的故障樹 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院34建立故障樹時(shí)必須注意：建立故障樹時(shí)必須注意： 故障定義必須明確，避免多義性故障定義必須明確，避免多義性 注意系統(tǒng)中事件的邏輯關(guān)系注意系統(tǒng)中事件的邏輯關(guān)

25、系 應(yīng)首先考慮主要的、可能性大的以及關(guān)鍵性的應(yīng)首先考慮主要的、可能性大的以及關(guān)鍵性的故障事件故障事件 嚴(yán)格區(qū)分小概率事件與小部件故障事件的概念嚴(yán)格區(qū)分小概率事件與小部件故障事件的概念 建樹時(shí)切忌避免建樹時(shí)切忌避免“門與門門與門直接相連直接相連 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院356 6故障樹與結(jié)構(gòu)函數(shù)故障樹與結(jié)構(gòu)函數(shù) 考慮一個(gè)由考慮一個(gè)由N N個(gè)部件組成的系統(tǒng)，將系統(tǒng)失效稱個(gè)部件組成的系統(tǒng)，將系統(tǒng)失效稱為故障樹的頂事件，記作為故障樹的頂事件，記作T T，系統(tǒng)中各部件失效則，系統(tǒng)中各部件失效則稱為底事件。假設(shè)系統(tǒng)和部件均只有失效和正常兩稱為

26、底事件。假設(shè)系統(tǒng)和部件均只有失效和正常兩種狀態(tài)，則底事件可以定義如下：種狀態(tài)，則底事件可以定義如下： 11,2,0iixini， 當(dāng)?shù)?個(gè)底事件發(fā)生時(shí)（故障），當(dāng)?shù)?個(gè)底事件不發(fā)生時(shí)（正常)第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院3612( ,)nx xx1,( )0 x當(dāng)頂事件發(fā)生時(shí)，當(dāng)頂事件不發(fā)生時(shí)( )x定義為故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)定義為故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù) 同時(shí)同時(shí) 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 系統(tǒng)頂事件的狀態(tài)如用系統(tǒng)頂事件的狀態(tài)如用來表示，則來表示，則必然必然是底事件狀態(tài)是底事件狀態(tài) 的函數(shù)的函數(shù)(1,2,

27、 )ix in中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院37“與門故障樹與門故障樹“或門故障樹或門故障樹1( )niixx1( )niixx11( )1(1)nniiiixxx 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院38 xTxx1)(“非門故障樹非門故障樹中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院39故障樹的簡(jiǎn)化 在分析系統(tǒng)故障時(shí)，最初建立的故障樹往往并不是最簡(jiǎn)的，可以對(duì)它進(jìn)行簡(jiǎn)化。最經(jīng)常采用的簡(jiǎn)化方法是借助邏輯代數(shù)的邏輯法則進(jìn)行簡(jiǎn)化。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院40 (1)基本邏輯關(guān)系 邏輯關(guān)系表達(dá)式含義其它表示方法邏輯非沒有 ，邏輯與 與邏輯或 或 或兩者蘊(yùn)涵有 必有同一 同有同無1x21xx21xx 21xx 21xx 1x1x2x1x2x2x1x21,

28、xx1cx1x21xx 21xx 21xx 21xx 212121,xxxxxx212121xxxxxx兩個(gè)變量的基本邏輯關(guān)系中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院41兩個(gè)變量邏輯運(yùn)算的真值表 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 11x2x21xx 21xx 21xx21xx 1x2x中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院42Exp.張三：“今天肯定不點(diǎn)名，如果點(diǎn)名我就宴請(qǐng)全寢室同學(xué)。”點(diǎn)名 宴請(qǐng)全寢室 真話 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 121xx 蘊(yùn)涵蘊(yùn)涵中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院43邏輯運(yùn)算的基本法則中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院44 常

29、用的故障樹化簡(jiǎn)方法有：修剪法、模塊法、常用的故障樹化簡(jiǎn)方法有：修剪法、模塊法、卡諾圖法和計(jì)算機(jī)輔助化簡(jiǎn)法等?？ㄖZ圖法和計(jì)算機(jī)輔助化簡(jiǎn)法等。 7 7故障樹化簡(jiǎn)故障樹化簡(jiǎn) 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 A+A=AA*A=A中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院45第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 A+A*B=A中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院46中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院47第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 3134113411321)()(xxxxxxxxxxxxxT吸收率中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院48第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一

30、般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 1451143121)()(xxxxxxxxxxT吸收率中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院49212121212121)()(xxxxxxxxxxAAT中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院508 8 故障樹的定性分析故障樹的定性分析 目的目的: :為了找出導(dǎo)致頂事件發(fā)生的所有可為了找出導(dǎo)致頂事件發(fā)生的所有可能的故障模式，即弄清系統(tǒng)能的故障模式，即弄清系統(tǒng)( (或設(shè)備或設(shè)備) )出出現(xiàn)某種最不希望發(fā)生的事件現(xiàn)某種最不希望發(fā)生的事件( (缺點(diǎn)缺點(diǎn)) )有多有多少種可能性。少種可能性。 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院51 故障樹的某幾

31、個(gè)底事件組成一個(gè)集合，如果集故障樹的某幾個(gè)底事件組成一個(gè)集合，如果集合內(nèi)的幾個(gè)底事件同時(shí)發(fā)生時(shí)，將引起頂事件合內(nèi)的幾個(gè)底事件同時(shí)發(fā)生時(shí)，將引起頂事件( (系系統(tǒng)故障統(tǒng)故障) )的發(fā)生，則這個(gè)集合就稱為割集。的發(fā)生，則這個(gè)集合就稱為割集。 (1) (1) 割集與最小割集割集與最小割集最小割集：指滿足這樣條件的割集，如果將最小割集：指滿足這樣條件的割集，如果將某一割集中的底事件任意去掉一個(gè)就不再是某一割集中的底事件任意去掉一個(gè)就不再是割集，則這個(gè)割集就被稱為最小割集。割集，則這個(gè)割集就被稱為最小割集。 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院52 故

32、障樹定性分析的主要任務(wù)就在于尋找并確定系故障樹定性分析的主要任務(wù)就在于尋找并確定系統(tǒng)的最小割集。統(tǒng)的最小割集。 (2) (2) 最小割集算法最小割集算法 上行法上行法 又稱塞邁特里斯又稱塞邁特里斯(Semanderes)算法算法 下行法下行法 又稱富塞爾又稱富塞爾(Fussell)算法算法 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院53 上行法上行法1( )niixx1( )niixx 對(duì)給定的故障樹，從最下一級(jí)中間事件開始，分對(duì)給定的故障樹，從最下一級(jí)中間事件開始，分別應(yīng)用下面兩個(gè)公式順次往上進(jìn)行計(jì)算，直至頂事別應(yīng)用下面兩個(gè)公式順次往上進(jìn)行計(jì)算，

33、直至頂事件為止。件為止。 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院54第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 dcbGGGT 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院55第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 434241314342413142141413424141433423241314143321)()()()(xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxGGGTdcb432431)()(xxxxxxT4個(gè)最小割集：x1x3，x1x4，x2x4，x3x

34、4中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院56432431)()(xxxxxxT中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院57 下行法下行法 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 根據(jù)故障樹中的邏輯或門會(huì)增加割集根據(jù)故障樹中的邏輯或門會(huì)增加割集的數(shù)目，邏輯與門會(huì)增大割集容量的性質(zhì)，的數(shù)目，邏輯與門會(huì)增大割集容量的性質(zhì)，從故障樹的頂事件開始，由上到下，順次從故障樹的頂事件開始，由上到下，順次把上一級(jí)事件置換為下一級(jí)事件，遇到與把上一級(jí)事件置換為下一級(jí)事件，遇到與門將輸入橫向并列寫出，遇到或門則將輸門將輸入橫向并列寫出，遇到或門則將輸入事件豎向串列寫出，直至把全部邏輯門入事件豎向串列寫出，直至把全部邏輯門都置

35、換為底事件為止，由此可得該故障樹都置換為底事件為止，由此可得該故障樹的全部割集。的全部割集。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院58T b cx1dx4ex1x3x1x4x4x2x4x3或門或門與門運(yùn)用下行法前需對(duì)故障樹進(jìn)行布爾運(yùn)算簡(jiǎn)化運(yùn)用下行法前需對(duì)故障樹進(jìn)行布爾運(yùn)算簡(jiǎn)化中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院599 9故障樹的定量分析故障樹的定量分析 故障樹的定量分析：就是以故障樹為基礎(chǔ)，故障樹的定量分析：就是以故障樹為基礎(chǔ)，分析系統(tǒng)故障的發(fā)生概率以及各底事件的重要分析系統(tǒng)故障的發(fā)生概率以及各底事件的重要程度，包括結(jié)構(gòu)重要度、概率重要度和關(guān)鍵性程度，包括結(jié)構(gòu)重要度、概率重要度和關(guān)鍵性重要度等三個(gè)不同含義的定量指標(biāo)。重要度等三

36、個(gè)不同含義的定量指標(biāo)。 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院60第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 (1) (1) 概率計(jì)算的基本公式概率計(jì)算的基本公式 設(shè)事件設(shè)事件x1、x2、xn的發(fā)生概率分別為的發(fā)生概率分別為P1、P2、Pn 。和的概率和的概率當(dāng)當(dāng)x1、x2、xn為相互獨(dú)立的事件時(shí)，有為相互獨(dú)立的事件時(shí)，有 11()nniiiiPxP積的概率積的概率或門與門中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院61當(dāng)當(dāng)x1x1、x2x2、xnxn為相斥事件時(shí)，有為相斥事件時(shí)，有 積的概率積的概率和的概率和的概率11()nniiiiPxP1

37、()0niiPx第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院62當(dāng)當(dāng)x1x1、x2x2、xnxn為相容事件時(shí)，有為相容事件時(shí)，有 1121123()( )()()( 1)()nnnnniijkijkniiijij kPxP xP x xP x x xP x xx 和的概率：和的概率：1213121211()() (/) (/)(/)ninniPxP x P xx P xx xP xx xx積的概率積的概率中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院63 實(shí)際計(jì)算時(shí)，當(dāng)實(shí)際計(jì)算時(shí)，當(dāng)Pi0.1,i=1,2, ,n時(shí)，相容時(shí)，相容事件近似于獨(dú)立事件；當(dāng)事件近似于獨(dú)立事件；當(dāng)Pi

38、0.01,i=1,2, ,n時(shí)，相容事件近似于相斥事件。時(shí)，相容事件近似于相斥事件。 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 11()nniiiiPxP11()nniiiiPxP中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院64留意留意: :在應(yīng)用上述公式計(jì)算系統(tǒng)故障的概率時(shí)，當(dāng)故在應(yīng)用上述公式計(jì)算系統(tǒng)故障的概率時(shí)，當(dāng)故障樹中包含兩個(gè)以上同一底事件時(shí)，則必須應(yīng)用邏障樹中包含兩個(gè)以上同一底事件時(shí)，則必須應(yīng)用邏輯代數(shù)整理簡(jiǎn)化后，才能使用以上概率計(jì)算公式，輯代數(shù)整理簡(jiǎn)化后，才能使用以上概率計(jì)算公式，否則會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論。因此，在計(jì)算概率之前，否則會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論。因此，在計(jì)算概率之前，必須將故障樹

39、化為結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)，即與最小割集對(duì)應(yīng)。必須將故障樹化為結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)，即與最小割集對(duì)應(yīng)。 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 先簡(jiǎn)化故障樹中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院65(2) (2) 頂事件的發(fā)生概率頂事件的發(fā)生概率 該算法的基本思路是：將故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)表示該算法的基本思路是：將故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)表示成最小割集和的形式，然后應(yīng)用概率計(jì)算的基本公成最小割集和的形式，然后應(yīng)用概率計(jì)算的基本公式求出系統(tǒng)故障發(fā)生的概率。即將系統(tǒng)的最小割集式求出系統(tǒng)故障發(fā)生的概率。即將系統(tǒng)的最小割集結(jié)構(gòu)函數(shù)表達(dá)為結(jié)構(gòu)函數(shù)表達(dá)為 1( )( )kiixMx( )jiijxMMxx 要求系統(tǒng)頂事件發(fā)生的概率，

40、就是求使要求系統(tǒng)頂事件發(fā)生的概率，就是求使 的概率。的概率。 ( )1x第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 )1)()(1kiixMPPg最小割集數(shù)某一最小割集中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院66例例1 1 對(duì)于由二個(gè)單元組對(duì)于由二個(gè)單元組成的并聯(lián)系統(tǒng)假設(shè)相互獨(dú)成的并聯(lián)系統(tǒng)假設(shè)相互獨(dú)立，其故障樹如右圖所示，立，其故障樹如右圖所示，求頂事件的發(fā)生的概率。求頂事件的發(fā)生的概率。 并聯(lián)系統(tǒng)故障樹并聯(lián)系統(tǒng)故障樹 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 21)(PPPg中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院67例例2 2 對(duì)于由二個(gè)單元組成的串對(duì)于由二個(gè)單元組成的串聯(lián)系統(tǒng)，

41、其故障樹如右圖所示，聯(lián)系統(tǒng)，其故障樹如右圖所示，求頂事件的發(fā)生的概率。求頂事件的發(fā)生的概率。 串聯(lián)系統(tǒng)故障樹串聯(lián)系統(tǒng)故障樹 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 21)(PPPg中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院68 對(duì)右圖所示的故障樹，令底事件x1，x2，x3，x4的發(fā)生概率分別為P10.01，P20.005，P30.02，P40.03。求系統(tǒng)(頂事件)缺點(diǎn)發(fā)生的概率。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院69各最小割集間看作相斥事件，于是43424131xxxxxxxxT00125. 003. 002. 003. 0005. 003. 001. 002. 001. 0) 1)()(43424

42、1311PPPPPPPPxMPPgkii中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院70 計(jì)算如下圖所示的超壓保護(hù)系統(tǒng)計(jì)算如下圖所示的超壓保護(hù)系統(tǒng)故障樹的頂事件發(fā)生概率。故障樹的頂事件發(fā)生概率。 超壓保護(hù)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化故障樹超壓保護(hù)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化故障樹 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院71(3)(3)事件的重要度計(jì)算事件的重要度計(jì)算 在頂事件的發(fā)生中由于底事件的發(fā)生所作的貢獻(xiàn)，在頂事件的發(fā)生中由于底事件的發(fā)生所作的貢獻(xiàn)，或者說各個(gè)底事件或者說各個(gè)底事件( (或各最小割集或各最小割集) )對(duì)頂事件發(fā)生的對(duì)頂事件發(fā)生的影響稱為底事件影響稱為底事件( (或最小割集或最小割集)

43、 )的重要度。的重要度。 研究事件重要度對(duì)改善系統(tǒng)設(shè)計(jì)、提高系統(tǒng)的可研究事件重要度對(duì)改善系統(tǒng)設(shè)計(jì)、提高系統(tǒng)的可靠性或確定故障監(jiān)測(cè)的部位、制定系統(tǒng)故障診斷方靠性或確定故障監(jiān)測(cè)的部位、制定系統(tǒng)故障診斷方案、減小排除故障的時(shí)間等具有重要意義。案、減小排除故障的時(shí)間等具有重要意義。 為了比較它們?cè)诠收蠘渲械闹匾潭?，在故障樹為了比較它們?cè)诠收蠘渲械闹匾潭?，在故障樹的定量分析中常作結(jié)構(gòu)重要度、概率重要度和關(guān)鍵的定量分析中常作結(jié)構(gòu)重要度、概率重要度和關(guān)鍵重要度等計(jì)算。重要度等計(jì)算。 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院72 結(jié)構(gòu)重要度結(jié)構(gòu)重要度 某個(gè)底

44、事件的結(jié)構(gòu)重要度，是在不考慮其發(fā)生概某個(gè)底事件的結(jié)構(gòu)重要度，是在不考慮其發(fā)生概率值的情況下，觀察故障樹的結(jié)構(gòu)，以決定該事件率值的情況下，觀察故障樹的結(jié)構(gòu)，以決定該事件的位置重要程度。的位置重要程度。 由于底事件由于底事件 的狀態(tài)為的狀態(tài)為0 0或或l l，當(dāng)當(dāng)xixi處于某一狀態(tài)時(shí)，其余處于某一狀態(tài)時(shí)，其余n n1 1個(gè)底事件組合之個(gè)底事件組合之系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)為系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)為2n-l2n-l。因此、第。因此、第i i個(gè)底事件個(gè)底事件xixi的結(jié)的結(jié)構(gòu)重要度定義為構(gòu)重要度定義為(1,2, )ix in第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 )0()1 (21)(1xxiIi

45、in中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院73式中式中 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 )0()1 (21)(1xxiIiin (1ix)表示底事件xi和頂事件同時(shí)發(fā)生的狀態(tài)組合數(shù)目，(0ix)表示底事件xi不發(fā)生而頂事件發(fā)生的狀態(tài)組合數(shù)目， 兩者相減則代表了底事件xi 發(fā)生則頂事件發(fā)生、且底事件xi不發(fā)生頂事件也不發(fā)生(其他底事件不變)的情況。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院74 xi xi 發(fā)生發(fā)生 頂事件頂事件發(fā)生發(fā)生 xi xi 不發(fā)生不發(fā)生 頂事件發(fā)生頂事件發(fā)生 xi xi 不發(fā)生不發(fā)生 頂事件不發(fā)生頂事件不發(fā)生 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方

46、法 其它底事件不變中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院75例：試計(jì)算如圖所例：試計(jì)算如圖所示故障樹各底事件示故障樹各底事件的結(jié)構(gòu)重要度。的結(jié)構(gòu)重要度。 故障樹各底事件的結(jié)構(gòu)故障樹各底事件的結(jié)構(gòu) 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 解：故障樹結(jié)構(gòu)函數(shù)為432431)()(xxxxxxT中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院76432431)()(xxxxxxT中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院77對(duì)底事件1，首先找出底事件1和頂事件同時(shí)發(fā)生的集合，再找出底事件1不發(fā)生而頂事件發(fā)生的集合。3)0(6)1 (11xx中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院7883) 36(81 )0()1 (21) 1 (1114xxI底事件1的結(jié)構(gòu)重要度為：同理中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院79第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械故障診斷的一般思維方法機(jī)械故障診斷的一般思維方法 概率重要度概率重要度 底事件底事件xi發(fā)生概率的變化引起頂事件發(fā)生概率的發(fā)生概率的變化引起頂事件發(fā)生概率的變化程度定義為該底事件的概率重要度，記作變化程度定義為該底事件的概率重要度，記作 Ig(i ) ，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 式中式中 頂事件發(fā)生的概率，頂事件發(fā)生的概率， Pi 底事件底事件xi發(fā)生的概率。發(fā)生的概率。 igPP