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故障树的结构函数及其数学描述

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:,xn);Φ——故障树的结构函数,结构函数是表示系统状态的布尔函数,其自变量为该系统组成单元的状态。记n为底事件数,则:与门的结构函数。或门的结构函数。系统的结构函数。对各门逐个分析,可建立其结构函数为:图3-18某系统的故障树一般情况下,当画出故障树后,就可以直接写出其结构函数。但是对于复杂系统来说,其结构函数是相当冗长繁杂的。

故障树的结构函数及其数学描述

为了使问题简化,假设所研究的元部件和系统只有正常或故障两种状态,且各元器件、零部件的故障是相互独立的。现在研究一个由n个相互独立的底事件构成的故障树。

设xi表示底事件i的状态变量,xi仅取0或1两种状态。Φ表示顶事件的状态变量,也仅取0或1两种状态,则有如下定义:

故障树顶事件是系统所不希望发生的故障状态,相当于Φ=1。与此状态相应的底事件状态为元器件、零部件故障状态,相当于xi=1。这就是说,顶事件状态Φ完全由故障树中底事件状态向量X所决定,即

式中 X——底事件状态向量,X=(x1,x2,…,xn);

Φ(X)——故障树的结构函数,结构函数是表示系统状态的布尔函数,其自变量为该系统组成单元的状态。

记n为底事件数,则:(www.xing528.com)

(1)与门的结构函数img

(2)或门的结构函数img

(3)系统的结构函数。某系统的故障树如图3-18所示。对各门逐个分析,可建立其结构函数为:

图3-18 某系统的故障树

一般情况下,当画出故障树后,就可以直接写出其结构函数。但是对于复杂系统来说,其结构函数是相当冗长繁杂的。这样既不便于定性分析,也不易于进行定量计算。后面将引入最小割(路)集的概念,以便把上式这样的一般结构函数改写为特殊的结构函数,以利于故障树的定性分析和定量计算。

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