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

1、重型數(shù)控機床作為大型零件的重要加工設(shè)備，為國防、軍工、航空航天等關(guān)系國家安全和民生的領(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)展和國家綜合實力的提升。在國家重大項目的推進下我國數(shù)控機床的技術(shù)水平得到明顯提高，但是與國外成熟的機床相比國產(chǎn)數(shù)控機床在運行過程仍存在故障頻發(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題。因此，迫切的需要對重型數(shù)控機床展開可靠性研究。電氣系統(tǒng)是機床實現(xiàn)加工控制和驅(qū)動的關(guān)鍵子系統(tǒng)，關(guān)系著機床

2、能否安全可靠地運行。
　　由于歷史數(shù)據(jù)缺乏、無法開展大量可靠性實驗、信息不足、工作環(huán)境變化、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和故障機理復(fù)雜等導致數(shù)控機床電氣系統(tǒng)存在著大量的不確定性。電氣系統(tǒng)在運行過程表現(xiàn)出多個性能狀態(tài)。同時，由于環(huán)境和人為因素的影響，將導致電氣系統(tǒng)中零部件共因失效。針對上述問題，本文就電氣系統(tǒng)運行過程中存在的認知不確定性、多態(tài)性、共因失效展開深入研究，詳細內(nèi)容如下：
　?。?）在系統(tǒng)工作原理分析和功能分析的基礎(chǔ)上，對電氣系統(tǒng)進行結(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展奠定基礎(chǔ)。通過故障分析，找到電氣系統(tǒng)常見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象。
　　（2）運用模糊多態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)對進給控制系統(tǒng)進行可靠性分析。采用模糊理論對傳統(tǒng)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)進行擴展，解決信息不足情形下貝葉斯網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點故障概率精確值難以獲得的問題。針對進給控制系統(tǒng)運行過程存在的不確定性，采用三角模糊數(shù)描述貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中根節(jié)點故障概率，同時利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的條件概率表描述節(jié)點之間

4、的不確定邏輯關(guān)系，增強了貝葉斯網(wǎng)絡(luò)處理不確定信息的能力。
　?。?）運用證據(jù)理論和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法對主軸驅(qū)動控制系統(tǒng)進行可靠性分析。證據(jù)理論通過引入不確定狀態(tài)焦元來描述系統(tǒng)中存在的認知不確定性，采用證據(jù)理論對零部件狀態(tài)空間進行擴展，完善傳統(tǒng)邏輯門在證據(jù)理論下的運算規(guī)則，實現(xiàn)證據(jù)理論對傳統(tǒng)多態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的擴展。計算結(jié)果表明該方法不僅能夠很好地處理不確定信息而且計算效率高。針對系統(tǒng)中共因失效問題，采用?因子參數(shù)模型來處理。