一种确定二元因素影响下电气系统中元件重要程度的方法
【专利摘要】本发明公开了一种确定二元因素影响下电气系统中元件重要程度的方法，特点在于就影响电气元件可靠性的两个重要因素：工作时间（t）和工作温度（c）对单个元件的可靠性进行分析，特别是每个元件的工作时间和适宜工作温度都不一样时，使用传统的方法分析系统可靠性是困难的，本发明基于对系统可靠性的影响程度，研究其中元件的重要程度。本发明可用事故树表示系统结构，通过事故树对系统结构进行化简，得到考虑t和c二元因素影响下的系统故障概率分布，基于概率空间重要度对元件进行重要程度排序。可广泛用于在多因素影响下，确定元件对系统的重要程度。
【专利说明】一种确定二元因素影响下电气系统中元件重要程度的方法
【技术领域】
[0001] 本发厥费及电气系统可靠性，特别是涉及使用一种确定二元因素影响下电气系统 中元件重要程度的方法。
【背景技术】
[0002] 电气系统是现在各个领域中最常见的系统，其可靠性直接影响着所在系统的整体 性能。从系统角度分析，其可靠性可分为两个部分进行研究。一是组成系统的基本元件，这 些元件的性质作用到自身的可靠性，进而影响这个电气系统的可靠性。二是系统本身的结 构，就是基本元件的组成方式，组成方式的不同将直接决定元件影响系统可靠性的作用程 度。整个系统的可靠性是两者的有机结合。
[0003] 对于电器系统中的二极管元件，它的故障概率就与工作时间的长短、工作温度的 大小、通过电流及电压等有直接关系。假设系统故障是由于元件损坏引起的，且通过更换元 件进行故障排除。那么元件的使用时间将成为影响元件可靠性的关键因素，这个因素影响 故障概率的程度服从指数表达式。另一个因素就是工作温度，明显地，对于电气元件温度过 高和过低都会导致其可靠性的下降和故障率的上升，基本服从余弦曲线。首先构建电器元 件的基于使用时间（t)和工作温度（c)的故障概率空间，以及有这些元件组成系统的时间 (t)和工作温度（c)的故障概率空间。通过概率重要度空间分布确定系统中元件对系统可 靠性影响的程度。
【发明内容】
[0004] 为更好的对发明进行描述，这里设计简单的电器系统进行论述，该系统 由二极管组成，二极管的额定工作状态受很多因素影响，其中主要的是t和C。本 文针对由这两个因素影响的电器系统作为研究对象。系统中有五个基本元件
【权利要求】
1. 一种确定二元因素影响下电气系统中元件重要程度的方法，其録贫逆子，就影响电 气元件可靠性的两个重要因素：工作时间（t)和工作温度（C)对单个元件的可靠性进行分 析，特别是每个元件的工作时间和适宜工作温度都不一样时，使用传统的方法分析系统可 靠性是困难的，本发明基于对系统可靠性的影响程度，研究其中元件的重要程度;羞包盘遊 7〇节覆.·电气元件的可靠性确定、电气系统的可靠性确定、概率重要度的空间分布及元件重 要性排序方法，基发巡可用事故树表示系统结构，通过事故树对系统结构进行化简，得到考 虑t和C二元因素影响下的系统故障概率分布，基于概率空间重要度对元件进行重要程度 排序。
2. 枏据权利要求1所沭的俣证电气元件可靠度的方案，其特征在干，m曹,礙电气元件 可靠性的两个重要因素：工作时间（t)和工作温度（C)对单个元件的可靠性进行分析；在此 基础上用事故树表示系统结构，通过事故树对系统结构进行化简，得到考虑t和c因素影响 下的系统故障概率分布。 1相据权利要求?所沭的电气元件的可靠件确定，其特征在干，元收饱汍窗魏驾·
是?和c作为自变量的函数，当?和c两方面之一故障时元件就发生故障，根据逻辑 或的概念.
1为：
确定.
，必须先确定
和
！，设系统中单个元件发生故障后不可修，系统排 除故障是通过更换元件实现的。 相椐权利要求3所沭的系统中单个元件发牛故障后不可修，Μ特征在干，
可以 认为是不可修系统的单元故障概率，并设故障达到0. 9999元件应该更换(这个数据可以通 过给定系统故障率反分析得到，通常比这个值小得多)，如下式所示：
式中为单元故障率。
5.根据权利要求3所述的系统中单个元件发牛故障后不可修，其特征在于,梵子
，电器元件的正常工作都要有一定的工作温度范围，高于或低于该温度范围元件就发生故 障，本文将该规律表示为余弦曲线，如下式所示：
式中d为温度变化范围。 L枏据权利要求1所述的概率重要度的空间分布，其特征在于，概塞東吳脔夺Μ分电: 第i个基本事件发生概率的变化引起顶上事件发生概率变化的程度，在/?维影响因素变化 的情况下，在/7 + 1维空间中表现出来的空间分布，用
表示，如本文中第1个元 件的概率重要度空间分布为：
，
7. 根椐权利要求1所沭的概率重要度的空间分布，其特征在干，魏鸾窗要脔分沲，'农里 研究在整个范围内的
的概率重要度排序，显然概率重要度的大小决定了其排序，但在 整个研究区域内的重要度排序并不是一致的。
8. 相据权利要求1所沭的元件概率重要件棑序方法，其特征在干，所以对于整个研究 区域，采取对曲面进行积分的方法，即计算概率重要度分布曲面与概率重要度=〇的曲面， 在20°到30°，0到100天的范围内的体积
s得到的概率重要度排序为
【文档编号】G06F19/00GK104063566SQ201310087838
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年3月19日 优先权日:2013年3月19日
【发明者】崔铁军, 赫飞, 赵东洋, 吴作启, 冯亚林, 孔晶 申请人:辽宁工程技术大学