基于故障树的故障诊断
故障树
x1,x2, x3,x2, x4,x2, x3, x4, x1, x2, x分别是电机卡死、熔 断器失效、电源电压增高和回路电阻短路,相应用字母 x1,x2,x3,x4表示各事件。根据割集的概念可以得到
都是割集。 为了求最小割集,用字母C1、C2分别表示中间事件电机电 流大和回路电流过大,用TOP表示顶事件电机过热,根据上 行法原理,根据故障树的逻辑关系来求最小割集。具体步 骤如下：
中德诺浩汽车实训基地
Sino-German Know-how Automobile Training Base
汽车故障诊断新技术
故障树分析法的步骤 （1）选择合理的顶事件、系统的分析边界和定义范围,并且确 定成功与失败的准则。 （2）建造故障树,这是FTA的核心部分之一,通过对已收集的技 术资料,在设计运行管理人员的帮助下,建造故障树。 （3）对故障树进行简化或者模块化。 （4）定性分析,求出故障树的全部最小割集,当割集的数量太多 时,可以通过程序进行概率截断或割集阶截断。 （5）定量分析,这一阶段的任务较多,它包括计算顶事件发生概 率即系统的点无效度和区间无效度,此外还要进行重要度分析和 灵敏度分析。
中德诺浩汽车实训基地
Sino-German Know-how Automobile Training Base
汽车故障诊断新技术
故障树的定量分析：
（1）顶事件的发生概率 在求得全部最小割集后,如果有足够的数据,则可 以进一步作定量计算故障树的定量化内容主要包括三项 求基本事件、顶事件发生概率的点估计值和区间估计值, 以及它们上、下限值的近似估计系统失效率、失效频率 和不可用度的近似值的计算,工程上的办法是采用动态 树理论,重要度分析,改善系统设计。故障树的定量分析 可以对系统的可靠性、可用性和安全性做出定量的评价, 求顶事件的发生概率是故障树的定量分析的主要内容。 目前,常用的方法有直接概率法和最小割集法。
基于故障树的AVR故障诊断分析
针对电站 Ａ Ｒ的故 障特 点， Ｖ 采用故 障树分析 （Ｔ ） Ｆ Ａ 方法进行故障的分析和诊断 ， 从而达到排除
故 障 的 目的 。
，
其 作用是 保持发 电机 输 出电压 的稳定 ， 它的性 能
１ 故障树诊断分析
１ １ 故 障树浅析 ．
对 同步发电机系统的供电质量及其运行的可靠性和
目前在中小型发 电机上普遍使用的是模拟式励 磁调节器， 这种调节器存在以下缺点： 对电路工艺性
在系统寿命周期的任何阶段都可采用 ， 在系统早期
设计和改进设计过程中应用最为普遍。近些年来 ，
要求高 ， 存在漂移现象 ； 功能少 ， 不易扩充升级 ， 通用
性差 ； 维护不方便。同时 自动调节器结构十分复杂 ，
一
９ ～ ３
得 了初 步 的成 果 。
余 事 件 ， 简单 的逻 辑关 系表示 之 。 用 故障树 分析法 特别容 易掌握 ， 其优 点还在 于 ： 故 障树 的果 因关 系清 晰 、 形象 ， 对导致 事故 的各种 原 因 及 逻辑关 系 能做 出全 面 、 洁 、 简 形象 地 描述 ， 而使 从 有关人 员 了解 和掌 握 安全 控 制 的要 点 和措 施 ； 据 根
Ｋｅ ｏ ｄ ： ＡＶＲ；ｆ ｕ ｔ ｒ ｅ ａ ａ ｙ ｉ ；ｖ ｌ ｇ ｅ ｕ ａｉ ｇ ｆ ｕｔ ｉｇ ｏ ｔ ｒ ｃ ｓ ｙ ｗ ｒｓ ａ ｌ ｔ ｎ ｌｓｓ ｏ ｔ ｅ ｒｇ ｌ ｔ ａ ｌ ；ｄ ａ ｓ ｃ ｐ ｏ ｅ ｓ ｅ ａ ｎ ｎ ｉ
０ 引言
某 型 火 箭炮 配 套 电站 Ａ Ｒ（ ｕｏ ｔ ｏ ａｅ Ｖ Ａ ｔ ｉ Ｖ ｌ ｇ ｍａ ｃ ｔ Ｒ ｇ ｌ ｏ， 磁调节器 ） ｅｕａ ｒ励 ｔ 是发 电机最 重要 组 成部 分之
基于故障树的故障诊断
基于故障树的故障诊断故障树分析是一种可靠性工程中常用的一种方法，用于识别和分析故障原因。
它可以帮助工程师识别系统发生故障的可能原因，通过构建故障树，分析故障树结构中的故障模式和故障主要原因，确定实际发生故障的根本原因，从而制定优化的维修方案。
故障树分析的基本步骤如下：1. 确定故障对象和故障目标首先需要明确故障对象和故障目标，即需要分析和诊断的设备或系统，和对该设备或系统所期望实现的功能要求。
2. 识别顶事件顶事件是指系统中的故障点，即需要分析和诊断的根本原因。
例如：电路短路、机器故障等。
3. 构建故障树通过逐层分解，将顶事件分解成一个个故障因素，形成故障树的结构。
通常采用的是与门、或门、非门等逻辑元件符号，在故障树上构建出故障因素的逻辑关系图。
4. 确定故障树中的故障模式在故障树结构中发现具有类似的故障因素，通过消融或剖析等手段，确定故障模式。
5. 确定故障树中的故障主要原因对于故障模式，通过进行合理的归纳和分析，确定故障的主要原因。
6. 制定维修方案综合分析并确定故障原因后，制定出相应的维修方案，并通过实现该方案，消除故障。
在进行故障树分析时，还需要注意以下几点：1. 指定适当的重要性指标在构建故障树时，需要根据实际情况指定一些重要性指标，以帮助分析和评价各个故障因素的重要程度。
2. 建立逻辑关系矩阵通过逻辑关系矩阵，可以将故障因素和设备之间的逻辑关系完整地表达出来，为故障树的构建提供更加清晰和准确的信息。
3. 进行故障树的验证和修正在故障树构建完成后，需要对其进行验证和修正，以确保它能够准确地表达故障因素的确切关系，从而减少实施方案的失误。
总之，故障树分析是一种非常有效的故障诊断方法，可帮助工程师迅速定位设备或系统的故障原因，并制定出正确的维修方案，以确保设备或系统能够按照预期功能正常运行。
基于故障树分析法的DCT典型故障分析
AUTO AFTERMARKET | 汽车后市场基于故障树分析法的DCT典型故障分析李权 王哲湖南汽车工程职业学院 湖南省株洲市 412000摘 要： 本文针对双离合器式自动变速器（DCT)比较常见的典型故障，采用故障分析法，分别建立换挡异响故障树和挡位限制故障树，分析了两种典型故障案例的故障原因，并从故障现象和故障排除方面重点研究了挡位限制故障案例，研究中排除了离合器故障的可能性后，分析得到1-3挡拨叉的位置是主要故障原因，从而更换电液控制单元并进行相关匹配就能排除故障。
本文的研究也可以应用到DCT其它故障分析中，为故障的排除提供理论指导。
关键词：故障树 DCT 换挡异响 挡位限制 故障排除1 引言双离合器式自动变速器（DCT）是一种新型的变速器，具有结构简单、成本低、换挡迅速、动力无间断、舒适度高、经济性好、动力性好等优点，在市场上应用广泛。
但是，自2008年国内开始推广使用双离合变速器后，出现了许多使用故障，大量装配DSG的车辆被召回，原因是油液温度传感器向ECU发送了错误的温度信号，在某些情况导致ECU启动安全保护模式，中断动力影响行车安全。
本文利用故障树分析法，分别建立换挡异响故障树和挡位限制故障树，确定DCT典型故障发生机理，并进行分析；运用故障诊断方法，针对挡位限制故障案例，建立对应的故障诊断流程，提出故障诊断方法，分析出DCT典型故障协调处理方案。
2 故障树分析法的理论基础2.1 故障树分析原理故障树分析法是最成熟的分析法之一，在故障诊断中大量应用，因为其应用条件的原因很难得到普遍应用。
使用故障树进行故障分析，需要找出系统的底事件和顶事件，一般情况下最不想出现的故障被称为顶事件，引发它的直接原因被称为中间事件，逐级递减直至到底层事件，最后，运用适当逻辑门将他们组织在一起，形成树状结构，就是我们需要的故障树。
2.2 故障树分析基本原理故障树分析可以做定性分析，也可以做定量分析，其特点是形象、易懂、思路清晰、逻辑性强。
基于故障树的数控机床故障诊断系统
摘 要： 数控机床的故 障诊断不及时 不准确 ， 会给 削遗 企业带来 巨大的经济损 失， 因此 ， 数控机床 的故 障诊断 与堆 护一直是 翻遣业研 究的 热点 之一 。 文在分析数 控机床特 点的基础 上 ， 用故障树分 析法建立数 控机床 主要部 位的故障树模 型 ， 本 运 依据此模 型开发 了一套基 于故 障树 的故 障诊断 系统 。 秉统具有诊 断速 度快 ， 斌 诊断 结果 准确率 高的特 点 ， 有效 实现 了 控机床 故障 的智 能分析诊 断 。 数 关键词 ： 故障 树 数控机床 故障诊断 中 图 分类 号 ： Ｐ １ Ｔ ３ ５ 文 献标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ： ６ ４ ９ Ｘ ２ １ ）６ ｃ ０ ８ ０ Ｉ ７ －０ ８ （ ０ Ｏ （） ６ － ２ ２ 一０
基于故障树的船舶导航雷达发射系统故障诊断与应急处理研究
基于故障树的船舶导航雷达发射系统故障诊断与应急处理研究余枫杨晓李邵喜陈海力(大连海事大学航海学院辽宁大连116026)基金项目：中央高校基本科研业务费（3132019400）；大连海事大学教学改革项目（2020Y16）摘要：在航行中船舶导航雷达发生故障，只能通过雷达操作和回波观测对故障做出初步诊断，维修雷达存在极大困难。
文章基于故障树分析方法构建了船舶导航雷达发射系统故障树，通过定性分析得出最小割集和底事件结构重要度排序，并通过定量分析得出发射系统故障树顶事件发生概率和底事件重要度系数。
最终制定了船舶导航雷达发射系统无发射脉冲的诊断检查方案，并提出了异常雷达运行状态，回波及显示对雷达故障判断的最佳识别方法及应急措施。
研究结果可为船舶导航雷达发射系统故障的诊断和应急处理提供理论依据。
关键字：船舶导航雷达故障诊断故障树回波应急处理0 引言雷达作为国际海事组织认定的用于避碰的重要航海仪器，装载于船舶上执行观测、避碰、导航、定位功能。
驾驶员通过对雷达回波图像的观测，捕获最近会遇距离小于安全门限的目标进行跟踪，亦可选择与海图对应的参照物导航，通过对参照物的测距测方位操作确定本船船位。
雷达回波图像的正常显示对这些船载雷达的应用有重要影响，只有稳定的、最佳的雷达图像显示，才能够保证雷达跟踪目标数据的可靠性，满足各种应用要求。
在海上航行的封闭环境中，雷达故障面临检修困难的现状，及早发现雷达异常以及妥当的应急处理，是保证航行安全的极大保障。
现有的雷达故障诊断方法包括三类，基于信号处理的雷达故障诊断方法，基于解析模型的方法和基于知识的诊断方法。
基于信号处理的方法对船舶导航雷达故障诊断有地域性限制和数据传输受限的问题。
人工神经网络和模糊推理[1~3，11]较多用于基于知识的雷达故障诊断，可提高雷达故障诊断效率和诊断精度。
雷达故障诊断专家系统[4~5]不依赖于系统数学模型，以使用者的实践经验和大量故障收稿日期：2020-07-08作者简介：余枫（1982-），女，云南省通人，讲师，主要从事航海科学技术、计算机仿真技术和航海仪器等方面的研究。
基于故障树的数控机床故障诊断系统
基于故障树的数控机床故障诊断系统
摘要：故障诊断系统源自于诊断机械设备的故障，一般包括基于制造过程的制造设备的故障诊断与状态监测。
制造过程是指制作零件参数、零件制作流程等；制造设备一般包括机床、量具、夹具、刀具等等。
机械装置工作时的情况侦测以及故障辨别通常包括两点内容:一是在设备工作中发生异常问题时对装置的故障展开研究、辨别；一是对装置的工作情况展开实时监测。
利用对数控机床的每个分系统进行科学研究，对每个数控机床故障问题相关的工作者的经验要尽量去多方面采集和整理，并对其信息来源展开分类汇总，以此建立准确的信息数据库，利用恰当的运算技巧，通过计算机编程来实现。
关键词：故障树；数控机床故障诊断
1 关于数控机床故障诊断系统概述
1.1数控机床故障诊断技术基本组成
1.1.1对机床故障诊断的数据研究
即故障信息数据的收集、整理与判断的研究；
1.1.2对机床电气和机械部件的研究
即对导致机床电气以及机械原装置损坏的变更、消耗、变形、分解、畸变、腐蚀等变换原理的研究；
1.1.3对科学原理与逻辑判断方面的研究
通过模拟判断、逻辑判断、科学推理和计算机模拟等手段，检测故障出现的为止以及故障产生的原因。
1.2常用的基于故障数的数控机床诊断方法。
基于故障树的故障诊断.
基于故障树的智能故障诊断方法．故障树理论基础故障树分析法(fault tree analysis, FTA)是分析系统可靠性和安全性的一种重 要方法，现己广泛应用于故障诊断。
基于故障的层次特性， 其故障成因和后果的 关系往往具有很多层次并形成一连串的因果链, 就构成故障树。
故障树(FT)模型是一个基于被诊断对象结构、功能特征的行为模 型,是一种定性的因果模型, 以系统最不希望事件为顶事件, 以可能导致顶事件 发生的其他事件为中间事件和底事件, 并用逻辑门表示事件之间联系的一种倒树状结构。
它反映了特征向量与故障向量 (故障原因 )之间的全部逻辑关系。
故障树法对故障源的搜寻直观简单,它是建立在正确故障树结构的基础上 的。
因此建造正确合理的故障树是诊断的核心与关键。
但在实际诊断中这一条件 并非都能得到满足,一旦故障树建立不全面或不正确, 则此诊断方法将失去作用。
二．基于故障树的故障诊断方法故障树分析法(Fault Tree Analysis , FTA)又叫因果树分析法.它是目前国际 上公认的一种简单、有效的可靠性分析和故障诊断方法, 是指导系统最优化设计、 薄弱环节分析和运行维修的有力工具。
故障树分析法首先要在一定环境与工作条件下, 找到一个系统最不希望发生 的事件,通常以人们所关心的影响人员、 装备使用安全和任务完成的系统故障为 分析目标,再按照系统的组成、结构及功能关系,由上而下,逐层分析导致该系 统故障发生的所有直接原因,并用一个逻辑门的形式将这些故障和相应的原因事 件连接起来, 建立分析系统的故障树模型, 从而, 形象地表达出系统各功能单元 故障和系统故障之间的内在逻辑因果关系。
这种方法既能分析硬件本身的故障影响,又能分析人为因素、 环境以及软件的影响． 不仅能对故障产生的原因进行定 性分析,找出导致系统故障的原因和原因组合, 确定最小割集和最小路集, 出系统的薄弱环节及所有可能失效模式, 还能进行相关评价指标的定量计算。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二、最小割集的求法
以左图为例介绍： 1行列法 2结构法 3布尔代数化简法
1.行列法
我们看到，顶上事件T与中间事件A1、A2是用 “或门”连接的，所以，应当成列摆开，即 A1、A2与下一层事件B1、B2、X1、X2、X4的 连结均为“与门”，所以成行排列：
以此类推： 即：
下面对这四组集合用布尔代数化简， 即 根据A·A＝A，则X1·X1＝X1，X4·X4＝X4，
从概率上说，要最快确定系统故障原因， 可通过求解各功能单元的关键重要度或 者平均故障检测时间加以排序来实现． 关键重要度：单元的失效概率变化率所 引起的系统失效概率的变化率，其定义 表达式为：
Iicr(t)Q lii(m t) 0 Q g i((tt))Q g i((tt)) Q g i((tt))Q g i((tt))
故障树分析法首先要在一定环境与工作条 件下，找到一个系统最不希望发生的事件， 通常以人们所关心的影响人员、装备使用安 全和任务完成的系统故障为分析目标，再按 照系统的组成、结构及功能关系，由上而下， 逐层分析导致该系统故障发生的所有直接原 因，并用一个逻辑门的形式将这些故障和相 应的原因事件连接起来，建立分析系统的故 障树模型，从而，形象地表达出系统各功能 单元故障和系统故障之间的内在逻辑因果关 系。
式中： 为顶g ( t )事件的发生概率，即系统的不可靠
度； 为单Q i (元t ) 的失效概率，则
为当且仅当单元失 g (t) Q i (t)
效时系统失效的概率； 为单元触g发(t)Q系i(t) 统失效的 Qi (t)
概率，其值越大，说明由单元触发系统失效的可
能性就越大。因而，一旦系统发生了故障，应首
而故障判明效时比：关键重要度与平均故障检 测时间的比值
Ricr(t)Iicr(t)M TTD i
按从大到小的顺序来确定故障诊断先后次序 以最小的时间代价换取最佳诊断效果所以这是
最优的方案。
如果同一时间内系统仅有单个故障发生时， 采用以上方法进行故障诊断即可。若某一时 间系统同时发生多重故障时，则需将多重故 障当作一个整体来处理。方法是把多重故障 事件作为一棵新故障树的顶事件，将所包含 的各单故障的故障树作为子树，并联到这个 顶事件下方，建立一个新的故障树模型，并 对其采取与单故障相同的方法处理即可。 事实上，当多重故障同时发生时，需要首先 考虑是由共同诱因导致的，即反映在故障树 模型中是由共同最小割集引的。
基于故障树的故障诊断
一、故障树分析法
故障树 故障树也称为事故树，是一种描述事故因果
关系的有方向的“树”，是安全系统的重要分 析方法之一，它能对各种系统的危险性进行识 别评价，既适用于定性分析，又能进行定量分 析。
故障树分析法
故障树分析法（FTA）又叫因果树分法．它是 目前国际上公认的一种简单、有效的可靠性分 析和故障诊断方法，是指导系统最优化设计、 薄弱环节分析和运行维修的有力工具。
先考虑是由关键重要度最大的单元触发了这次故
障，对该单元作快速修复或更换，就可使系统恢
复正常工作．
平均故障检测时间MTTD：
k
k
MTTDi ijMTTDij ij
j1
j1
从单位故障检测时间诊断效果看，此时 若依照关键重要度排序的顺序表，首先 检查关键重要度略大的单元，平均单位 检测时间内确定故障的概率就会较低， 单位时间花费诊断效果就差．因而，当 单元相差较大时，仍用关键重要度确定 故障排除的先后顺序是不合适的．
根据该船的内部结构及功能关系以及 故障诊断的流程，建立如图2所示的故 障树模型。
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
X1又·根X2据，A即＋A·B＝A，则X1·X2＋X1·X2·X3＝
得到三个最小割集{X1，X2}，{ X4，X5}，{ X4，X6}。
事故树等效图
2.结构法
理论根据是：事故树的结构完全可以用最小割 集来表示。
A1∪A2＝X1·B1·X2∪X4·B2 ＝X1·(X1∪X3)·X2∪X4·(C∪X6) ＝X1·X2∪X1·X3·X2∪X4·(X4·X5∪X6) ＝X1·X2∪X1·X2·X3∪X4·X4·X5∪X4·X6 ＝X1·X2∪X1·X2·X3∪X4·X5∪X4·X6 ＝X1·X2∪X4·X5∪X4·X6 这样，得到的三个最小割集{ X1，X2}、{X4，X5}、{X4， X6}完全与上例用行列法得到的结果一致。
5.调查原因事件：调查与事故有关的所有原因事件和 各种因素。
6.画出故障树：从顶上事件起，逐级找出直接原因的 事件，直至所要分析的深度，按其逻辑关系，画出故 障树。
7.分析：按故障树结构进行简化，确定各基本事件的 结构重要度。
故障诊断流程
设某船在工作100小时后突然发生电力 系统失电故障，现要在最短时间内排 除故障，试确定故障诊断程序．
3.布尔代数化简法
这种方法的理论依据是：上述结构法完全和布 尔代数化简事故树法相似，所不同的只是“∪”与 “+”的问题。
总的来说，三种求法都可应用，而以第三种算 法最为简单，较为普遍采用。
三、基于故障树的电力系统失电故障诊断
故障树分析法基本步骤：
1.熟悉系统：要详细了解系统状态及各种参数，绘出工 艺流程图或布置图。 2.调查事故：收集事故案例，进行事故统计，设想给定 系统可能发生的事故。 3.确定顶上事件：要分析的对象即为顶上事件。对所调 查的事故进行全面分析，从中找出后果严重且较易发生 的事故作为顶上事件。 4.确定目标值：根据经验教训和事故案例，经统计分析 后，求解事故发生的概率(频率)，以此作为要控制的事 故目标值。