考慮認(rèn)知不確定性的重型數(shù)控機(jī)床電氣控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠性分析.pdf

1、重型數(shù)控機(jī)床作為大型零件的重要加工設(shè)備，為國(guó)防、軍工、航空航天等關(guān)系國(guó)家安全和民生的領(lǐng)域提供裝備保障，其加工制造水平直接關(guān)系到制造業(yè)的發(fā)展和國(guó)家綜合實(shí)力的提升。在國(guó)家重大項(xiàng)目的推進(jìn)下我國(guó)數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平得到明顯提高，但是與國(guó)外成熟的機(jī)床相比國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行過(guò)程仍存在故障頻發(fā)、故障原因難以追溯、維修成本高、加工精度低等諸多可靠性問(wèn)題。因此，迫切的需要對(duì)重型數(shù)控機(jī)床展開(kāi)可靠性研究。電氣系統(tǒng)是機(jī)床實(shí)現(xiàn)加工控制和驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵子系統(tǒng)，關(guān)系著機(jī)床

2、能否安全可靠地運(yùn)行。
　　由于歷史數(shù)據(jù)缺乏、無(wú)法開(kāi)展大量可靠性實(shí)驗(yàn)、信息不足、工作環(huán)境變化、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和故障機(jī)理復(fù)雜等導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)存在著大量的不確定性。電氣系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程表現(xiàn)出多個(gè)性能狀態(tài)。同時(shí)，由于環(huán)境和人為因素的影響，將導(dǎo)致電氣系統(tǒng)中零部件共因失效。針對(duì)上述問(wèn)題，本文就電氣系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中存在的認(rèn)知不確定性、多態(tài)性、共因失效展開(kāi)深入研究，詳細(xì)內(nèi)容如下：
　　（1）在系統(tǒng)工作原理分析和功能分析的基礎(chǔ)上，對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)

3、構(gòu)層次和子系統(tǒng)劃分，為后續(xù)可靠性分析工作的開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。通過(guò)故障分析，找到電氣系統(tǒng)常見(jiàn)故障模式和故障頻發(fā)的子系統(tǒng)，以此為本文的主要研究對(duì)象。
　?。?）運(yùn)用模糊多態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)對(duì)進(jìn)給控制系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析。采用模糊理論對(duì)傳統(tǒng)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展，解決信息不足情形下貝葉斯網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點(diǎn)故障概率精確值難以獲得的問(wèn)題。針對(duì)進(jìn)給控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程存在的不確定性，采用三角模糊數(shù)描述貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中根節(jié)點(diǎn)故障概率，同時(shí)利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的條件概率表描述節(jié)點(diǎn)之間

4、的不確定邏輯關(guān)系，增強(qiáng)了貝葉斯網(wǎng)絡(luò)處理不確定信息的能力。
　?。?）運(yùn)用證據(jù)理論和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析。證據(jù)理論通過(guò)引入不確定狀態(tài)焦元來(lái)描述系統(tǒng)中存在的認(rèn)知不確定性，采用證據(jù)理論對(duì)零部件狀態(tài)空間進(jìn)行擴(kuò)展，完善傳統(tǒng)邏輯門(mén)在證據(jù)理論下的運(yùn)算規(guī)則，實(shí)現(xiàn)證據(jù)理論對(duì)傳統(tǒng)多態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展。計(jì)算結(jié)果表明該方法不僅能夠很好地處理不確定信息而且計(jì)算效率高。針對(duì)系統(tǒng)中共因失效問(wèn)題，采用?因子參數(shù)模型來(lái)處理。