系统可靠性、故障诊断及容错PDF电子书下载

第一章 绪论 1

1.1 可靠性发展史 1

前言页 1

1.2 研究系统可靠性的意义 2

1.3 系统可靠性包含的内容 2

1.4 系统可靠性定义 3

第二章 概率论基础 6

2.1 排列与组合 6

2.1.1 排列 6

2.1.2 组合 7

2.2.2 随机现象 8

2.2.3 样本空间 8

2.2.1 必然现象和不可能现象 8

2.2 事件与概率 8

2.2.4 随机试验 9

2.2.5 随机事件 9

2.2.6 随机事件发生的频率与概率 10

2.2.7 古典概率 12

2.3 事件间的关系及其运算 14

2.3.1 事件间的关系 14

2.3.2 事件概率的运算性质 16

2.4 条件概率 18

2.4.1 条件概率 18

2.4.2 概率乘法公式 19

2.4.3 全概率公式 19

2.4.4 贝叶斯(Bayes)公式 20

2.5 事件的独立性 22

2.6.1 随机变量 24

2.6 离散型随机变量 24

2.6.2 随机变量的分布函数 25

2.6.3 离散型随机变量的概率分布 26

2.6.4 离散型随机变量的数学期望 29

2.6.5 离散型随机变量的方差 30

2.7 连续型随机变量 31

2.7.1 连续型随机变量的分布函数与概率分布密度函数 31

2.7.2 Г函数 32

2.7.3 连续型随机变量的常用分布 32

2.7.4 连续型随机变量的数学期望与方差 33

2.7.5 常用连续型分布的数学期望与方差 33

2.7.6 随机变量数学期望与方差的性质 34

2.7.7 卷积公式 35

3.1.1 产品失效 37

3.1.2 产品寿命分布函数 37

3.1 产品失效、寿命、平均寿命、有效寿命、可靠寿命 37

第三章 可靠性基本概念 37

3.1.3 产品的可靠度分布函数 38

3.1.4 产品失效概率密度函数 40

3.1.5 产品失效率 41

3.1.6 产品平均寿命 43

3.1.7 可靠寿命 46

3.1.8 根据产品寿命统计推算可靠度、失效概率密度分布和失效率 47

3.2 失效率的三种基本图形 49

3.2.1 递减型DFR 49

3.2.2 恒定型CFR 50

3.2.3 递增型IFR 51

3.3 产品、系统的失效规律 52

4.1.2 0-1 分布的应用 53

4.1.1 0-1分布列 53

4.1.3 0-1 分布应用举例 53

第四章 常见分布型式及其应用 53

4.1 0-1分布 53

4.2 二项分布 54

4.2.1 二项分布列 54

4.2.2 二项分布的应用 54

4.2.3 二项分布应用举例 54

4.3 波阿松分布 56

4.3.1 波阿松分布列 56

4.3.2 波阿松分布的应用 56

4.3.3 波阿松分布应用举例 57

4.4 指数分布 59

4.4.1 指数分布公式 59

4.4.2 指数分布的性质 59

4.4.3 指数分布的应用 60

4.4.4 指数分布应用举例 60

4.5.3 Г-分布应用举例 61

4.5.2 Г-分布的应用 61

4.5 Г-分布 61

4.5.1 Г-分布公式 61

4.6 正态分布 62

4.6.1 正态分布公式 62

4.6.2 正态分布的应用 64

4.6.3 正态分布应用举例 64

4.7 威布尔分布 67

4.7.1 威布尔分布公式 67

4.7.2 威布尔分布的应用 68

4.7.3 威布尔分布应用举例 69

4.8 切贝谢夫不等式 69

第五章 系统可靠度逻辑图的构造 70

5.1 引言 70

5.2 常见的系统可靠度逻辑图 70

第六章 不可修复型系统可靠性数学模型 74

6.1.1 串联系统逻辑图 75

6.1.2 串联系统可靠性数学模型 75

6.1 串联系统 75

6.2 并联系统 80

6.2.1 并联系统逻辑图 80

6.2.2 并联系统可靠性数学模型 80

6.3 并-串联系统 83

6.3.1 并-串联系统逻辑图 83

6.3.2 并-串联系统可靠性数学模型 83

6.4 串-并联系统 84

6.4.1 串-并联系统逻辑图 84

6.4.2 串-并联系统可靠性数学模型 84

6.5 n中取k的表决系统 84

6.5.2 2/3［G］系统 85

6.5.3 1/n［G］系统 85

6.5.1 1/3［G］系统 85

6.5.4 n-1/n［G］系统 86

6.5.5 k/n［G］系统 86

6.6 储备系统 88

6.6.1 冷储备系统 88

6.6.2 热储备系统 91

6.7 1/3［G］系统在机械手控制软件中的应用 93

6.7.1 机械手控制系统原理框图 93

6.7.2 机械手动作控制代码表 93

6.7.3 机械手循环动作控制软件流程图 94

6.7.4 1/3［G］软件系统可靠度分析 94

第七章 可修复型系统的可靠性数学模型 96

7.1 概述 96

7.2 随机过程 96

7.3 马尔柯夫过程 97

7.4 转移概率及转移矩阵 98

7.5 转移矩阵的吸附状态 111

7.6 可修复串联系统的可靠性数学模型 119

7.6.1 n个机同单元串联，一个修理工系统 119

7.6.2 两个不同单元串联，一个修理工系统 120

7.6.3 n个不同单元串联，一个修理工系统 121

7.7 可修复型并联系统的可靠性数学模型 122

7.7.1 两个相同单元并联，两个修理工系统 122

7.7.2 两个相同单元并联，一个修理工系统 123

7.7.3 n个相同单元并联，一个修理工系统 124

7.7.4 两个不同单元并联，一个修理工系统 124

7.7.5 k/n［G］系统，一个修理工 125

7.8 具有吸附状态的系统可靠性数学模型 126

7.8.1 三个子系统并联具有吸附状态的系统 126

7.8.2 具有吸附状态的转换储备系统 129

8.1 按比例分配法 132

第八章 系统可靠度最优配置 132

8.2 AGREE法 134

8.3 条件极值法 137

8.3.1 在给定系统可靠度条件下使总费用最小 137

8.3.2 在给定总研制费条件下使系统可靠度达到最大 139

8.3.3 在给定系统可靠度条件下使系统损失函数最小 140

8.3.4 在给定串-并联系统可靠度约束条件下使总成本最小 141

8.4 逐步探索法 143

8.4.1 总成本最低系统 143

8.4.2 元件数最少系统 146

8.4.3 总费用最少系统 148

8.5 优选法 150

8.6 配置法 151

8.7 网络式系统可靠度最优配置 154

8.8 可靠性分配动态规划法 156

8.9 由具有两种失效状态元器件构成之系统的可靠度最优配置 161

8.9.1 由具有两种失效状态元器件构成的并联系统的最佳元器件数 163

8.9.2 由具有两种失效状态元器件构成的串联系统的最佳元器件数 164

8.9.3 由具有两种失效状态元器件构成的串-并联系统的最佳元器件数 165

8.9.4 由具有两种失效状态元器件构成的并-串联系统的最佳元器件数 165

8.9.5 由具有两种失效状态元器件构成的表决系统k/n［G］的最佳元件数 166

第九章 系统故障树的构造及分析 167

9.1 故障树的构造方法 167

9.1.1 顶端事件的选取 167

9.1.2 故障树的建立 168

9.1.3 故障树中逻辑门符号 168

9.1.4 组合逻辑门顶端事件发生概率的数学描述 170

9.1.5 故障树建立举例 171

9.2 故障树评定 175

9.2.1 故障树定性评定 175

9.2.2 求全体最小割集的算法 177

9.2.3 故障树定量评定 179

第十章 网络系统的可靠度 181

10.1 基本问题 182

10.1.1 基本定义 182

10.1.2 求解的基本问题及步骤 183

10.1.3 基本假定及等价问题 184

10.2 网络系统可靠度的直接求法 185

10.2.1 列写真值表 185

10.2.2 根据真值表列写布尔代数式 185

10.2.3 弧向量S的最小化 186

10.2.4 写出网络系统G可靠度表达式 186

10.3 最小路径法 186

10.3.1 邻接矩阵法 186

10.3.2 路径树法(RTA) 194

10.3.3 最小路径与最小割的互化 197

10.4.1 不交和的基本概念及定理 198

10.4 网络G不交和及可靠度的算法 198

10.4.2 举例 199

第十一章 故障诊断技术 201

11.1 数字线路的故障诊断 201

11.1.1 数字线路的故障 201

11.1.2 故障测试 202

11.1.3 组合逻辑线路的测试 205

11.1.4 故障字典 212

11.2 计算机数控接口的故障诊断 214

11.2.1 接口故障诊断的基本思想 214

11.2.2 触发器故障诊断 215

11.2.3 寄存器单元故障诊断 216

11.2.4 多级组合逻辑线路故障诊断 218

11.2.5 计数单元故障诊断 220

11.3.1 概述 222

11.3 微型计算机TP801故障诊断 222

11.3.2 TP801故障诊断系统的结构及显示 223

11.3.3 CPU故障诊断 226

11.3.4 随机访问存储器RAM的故意诊断 234

11.3.5 并行接口PIO的故障诊断 237

11.3.6 计数定时器接口CTC的故障诊断 242

第十二章 容错系统 248

12.1 硬件堆积冗余系统 249

12.1.1 三模块表决系统(TMP) 249

12.1.2 分段系统 251

12.1.3 三模块-单模块系统(TMR/S) 252

12.1.4 三模块-二模块并联系统(TMR/P) 256

12.2 待命储备冗余系统 256

12.2.1 待命储备冗余系统的结构 257

12.2.2 混合冗余系统 258

12.2.3 各种系统的可靠性数学模型 259

12.3 多微型机容错系统 264

12.3.1 多机容错系统的连接 264

12.3.2 多机容错系统的通信接口 266

12.3.3 多机容错系统的表决算法 266

12.3.4 多机容错系统的出错处理及重构 267

12.4 综合性容错系统设计举例-刀库机械手微机控制系统 269

12.4.1 TCS的结构 269

12.4.2 TCS的外部接口 270

12.4.3 读T控制 271

12.4.4 选刀控制 272

12.4.5 选刀控制软件及其流程图 274

12.4.6 换刀控制软件及其流程图 277

12.5 信息冗余实例 280

12.5.1 横向奇偶校验 280

12.5.2 纵向奇偶校验 282

12.6 双机容错系统实例 283

第十三章 软件可靠性 286

13.1 概述 286

13.2 软件可靠度的数学表达式 286

13.3 软件系统的可靠度数学模型 287

13.3.1 m模串联软件系统的可靠性数学模型 287

13.3.2 k模并联软件系统的可靠性数学模型 287

13.3.3 串-并联混合软件系统的可靠性数学模型 287

13.3.4 并-串联混合软件系统的可靠性数学模型 288

13.3.5 简单网络型软件系统的可靠性数学模型 288

13.4 可修复软件系统的转移概率矩阵 289

第十四章 软件可靠性评价 292

14.1 程序代数 292

14.2 结构化程序 293

14.3 结构化程序的可靠度计算 295

参考文献 301