高功率固體激光裝置能源系統(tǒng)可靠性建模與分析.pdf

1、能源系統(tǒng)作為高功率固體激光裝置中重要的組成部分，為裝置提供符合要求的能量脈沖。作為裝置強電特征體現(xiàn)最為集中的部分，能源系統(tǒng)的可靠性直接關(guān)系到裝置整體的可靠性、穩(wěn)定性、可維修性、能量轉(zhuǎn)換效率、運行壽命等方方面面。以往針對能源系統(tǒng)開展的可靠性研究中，一方面缺乏對其各子系統(tǒng)進行詳盡的故障模式及影響分析，另一方面缺乏對其關(guān)鍵單元組件氣體開關(guān)單元的可靠性研究。
　　本文從研究背景與實際需求出發(fā)，首先對能源系統(tǒng)各子系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)進行了介紹，在

2、分析功能結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上，一方面給出了能源系統(tǒng)定性可靠性設(shè)計的通用原則，另一方面給出了各類子系統(tǒng)在定性可靠性設(shè)計中基于結(jié)構(gòu)設(shè)計和器件設(shè)計兩方面應(yīng)采取的具體措施。接著對各子系統(tǒng)進行了全面的FMEA分析，辨識出相應(yīng)的故障模式、影響及原因，并提出了改進措施。
　　對關(guān)鍵單元組件的可靠性研究也是可靠性工作的重要部分。本文通過建立故障數(shù)據(jù)收集規(guī)范和管理模式，開展了故障數(shù)據(jù)采集工作，并以此為基礎(chǔ)，分析了選擇氣體開關(guān)單元作為關(guān)鍵單元組件的原因，

3、并對其開展FTA分析；通過故障樹向貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換建模，基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型開展了可靠性評價與診斷分析，并在結(jié)合工程實際分析主要故障原因的基礎(chǔ)上，提出了氣體開關(guān)單元可靠性增長的相關(guān)建議，并對改進效果進行了描述。
　　對于關(guān)鍵零部件的動態(tài)可靠性建模與分析是影響能源系統(tǒng)運行可靠性的重要因素。本文研究了能源系統(tǒng)氣體開關(guān)單元中主氣體開關(guān)這一關(guān)鍵零部件性能退化過程的建模與可靠性分析方法，通過建立同時考慮個體差異性和載荷應(yīng)力作用的性能退化過程模

4、型，并進一步研究了基于貝葉斯方法的模型參數(shù)估計、性能退化預(yù)測與可靠性評估的方法，為能源系統(tǒng)關(guān)鍵零部件的運行與維護提供了新的動態(tài)建模與分析方法，并給出了相應(yīng)的運行維護建議。
　　通過這些研究的開展，對能源系統(tǒng)及其關(guān)鍵單元組件的可靠性現(xiàn)狀有了較為明晰的認(rèn)識。以此得出的結(jié)論和改進建議，通過與工程實際的結(jié)合，取得了良好的效果。至此，該研究建立了一套子系統(tǒng)和單元組件層面可靠性研究的工作思路，可為裝置其它系統(tǒng)和單元組件開展可靠性工作提供借鑒和