Математические модели, методы и комплексы программ анализа и обеспечения надежности и живучести структурно-сложных энергетических систем

• Автор: Холодных, Павел Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 188 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ СТРУКТУРНО-ЛОГИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
1.1 Общая постановка задачи структурно-логического анализа
работоспособности
1.2 Анализ методов математического моделирования работоспособности технических комплексов и расчета функций работоспособности и
неработоспособности
1.2.1 Методы деревьев отказов и деревьев событий
1.2.2 Методы получения ФРС на основе моделей структуры ТК в форме графов и матриц непосредственных связей
1.2.2.1 Методы, основанные на вычислении логических определителей
1.2.2.2 Методы возведения в степень матрицы непосредственных связей.
1.2.2.3 Метод исключения промежуточных узлов
1.2.2.4 Некоторые поисковые методы
1.2.3 Методы получения ФРС на основе модели структуры ТК в форме системы логических уравнений
1.2.3.1 Решение систем логических уравнений методом подстановок
1.2.3.2 Решение систем логических уравнений методом определителей
1.2.3.3 Методы символьных итераций
1.2.3.4 Общий логико-вероятностный метод
1.2.3.5 Получение ФРС на основе общего решения системы логических уравнений
1.3 Выводы
2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СТРУКТУРЫ АТК И АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ВЫВОДА ЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
2.1 Математическая модель структуры А ТК
2.2 Математическая модель работоспособной конфигурации
2.3 Свойства работоспособных конфигураций
2.4 Математическая модель работоспособности А ТК в форме маркированной системы логических уравнений
2.5 Аналитический метод вывода функций работоспособности элементов
2.6 Примеры вывода функций работоспособности
2.7 Определение минимальных сечений отказов и структурных функций для немонотонных критериев
2.8 Выводы
3 СИСТЕМА ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОЦЕНКИ ОТКАЗОУСТОЙЧИВОСТИ АТК И ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ ИХ РАСЧЕТА
3.1 Система детерминированных показателей отказоустойчивости
3.2 Численные методы расчета детерминированных показателей отказоустойчивости
3.3 Пример расчета показателей отказоустойчивости
3.4 Выводы
4 ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ СТРУКТУРНОГО КОНТУРА РЕКОНФИГУРАЦИИ АТК ПРИ ПРОИЗВОЛЬНЫХ КОМБИНАЦИЯХ ОТКАЗОВ
4.1 Общая постановка задач структурного управления многоагрегатными АТК при отказах
4.2 Состояние теории и методов выработки решений по реконфигурации структуры
А ТК при отказах
4.2.1. Конструктивно-логический метод управления структурой корабельной энергетической установки (метод Недялкова К.В.)
4.2.2. Метод резервных матриц инциденций при выборе решений по перестройке структуры (метод Ярошенко А.В.)
4.2.3. Анализ рассмотренных методов
4.3 Численный метод реконфигурации
4.4 Пример использования численного метода реконфигурации
4.5 Выводы
5 ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС «СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ И УПРАВЛЕНИЕ НАДЕЖНОСТЬЮ, ЖИВУЧЕСТЬЮ И БЕЗОПАСНОСТЬЮ» И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ
5.1 Функции ПК «САиУ НБЖ» и его организация

5.2 Сравнение вариантов схем первичной сети электроэнергетической системы судна
5.3 Сравнение вариантов топологической структуры укрупненной энергосистемы гипотетического судна по критериям живучести
5.4 Применение ПК «САиУ НБЖ» для выработки решений по реконфигурации структур при повреждениях
5.5 Анализ структурно-сложного А ТК с множеством взаимодействующих подсистем
5.6 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС «СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ И УПРАВЛЕНИЕ НАДЕЖНОСТЬЮ, ЖИВУЧЕСТЬЮ И БЕЗОПАСНОСТЬЮ»
П. 1 Структура программного комплекса «САиУ НБЖ»
П.2 Графическая диалоговая оболочка
П.З Электронная модель структурно-функциональной схемы
П.4 Электронная модель исходной системы логических уравнений и процессор,
преобразующий структурно-функциональную схему в систему уравнений
П.5 Электронная модель результатов расчетов и модуль расчетов
П.6 Модуль моделирования процессов реконфигурации

возможные ответвления от этого пути, из которых образуются новые пути. Процесс продолжается до тех пор, пока не заканчивается рассмотрение всех ветвей узла источника.
Эти же авторы в [87] предлагают искать путь наибольшей надежности методом Дейкстры.
1.2.3 Методы получения ФРС на основе модели структуры ТК в форме системы логических уравнений
В основе данной группы методов [7, 25, 28, 50, 66, 70, 89] лежит описание структуры ТК в виде системы логических уравнений (СЛУ). С каждым из элементов ТК кроме переменной состояния х,, связывается переменная выхода у,:
• переменная у, равна единице, если г'-й элемент работоспособен и обеспечен необходимыми ресурсами (энергией, веществом, информацией) от смежных элементов-поставщиков;
• переменная у, равна нулю в противном случае.
Система логических уравнений составляется в виде:
>1 =*1 МУг’Уз У2=х2- АЬиУз.-.У«).
(1.1)
У, = х, ■/,(3'1>-.У1-1.У,+1.У„).
.Уи =*« •/,!(3?1>-,У„-1)-
Каждая из функций /( является булевой функцией от переменных выхода только тех элементов ТК, с которыми непосредственно взаимодействует г-й элемент. Фактически каждое из уравнений (1.1) является аналитической записью условия нормального функционирования г-го элемента, а я вся СЛУ является логической сетью. Удобством представления (1.1) является быстрота записи уравнений на основе