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基于可能性理论的模糊可靠性设计

作　者: 佟欣
导　师: 黄洪钟
学　校: 大连理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 模糊可靠性可能性理论可能性分布:可能性测度:典型系统单调关联系统 Posbist可靠性 Posbist故障树
分类号: TB47
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

本论文研究的内容为模糊可靠性理论中的一个重要分支——基于可能性理论的模糊可靠性(可能可靠性)理论。可能性理论是由美国著名控制论专家L．A．Zadeh于1978年提出的。它的理论意义在于为模糊集理论建立了一个实际应用上的理论框架。可能性分布和可能性测度是可能性理论中的两个重要概念。它们在可能性理论中的作用如同概率分布和概率测度在概率论中的作用一样。概率测度是一种经典测度；可能性测度是似然性测度，是一种特殊的模糊测度。基于可能性理论的模糊可靠性就是用可能性测度来代替常规可靠性中的概率测度，试图解决概率可靠性很难解决或无法解决的问题，诸如某些大型复杂系统、新开发的产品、失效概率非常小的零部件的必要统计数据缺乏问题，语言概率问题，人的因素等等。在国家自然科学基金(50175010)、教育部优秀青年教师资助计划(1766)、高等学校全国100篇优秀博士学位论文作者专项基金(200232)、加拿大国家科学技术研究基金的资助下，本论文对基于可能性理论的模糊可靠性(可能可靠性)理论进行了系统深入的研究，其主要研究内容分为两部分。第一部分主要基于Cai的系统Posbist可靠性理论，研究内容如下： (1)研究了可能可靠性理论中的关键问题——可能性分布的构造。提出凡是构造隶属函数的方法原则上都可直接用来生成相应的可能性分布的观点，总结了构造可能性分布的原则和方法。并结合零件的疲劳强度可能可靠性分析，提出了一种构造各种L-R型可能性分布的新方法。 (2)基于可能性理论对典型系统的Posbist可靠性进行了更为深入的研究。将系统寿命的论域从(0，+∞)拓广到(-∞，+∞)，简化了典型系统Posbist可靠性模型的推导，并推导出了典型系统Posbist可靠度的计算公式。推广了Cai的工作。 (3)用可能性测度来刻划基本事件的失效行为，建立了与Posbist可靠性理论相应的单调关联系统的Posbist故障树模型。为应用Posbist可靠性理论提供了一条切实可行的途径。第二部分讨论了一种结构可能可靠性分析方法。该方法用新的拓扑空间来代替欧氏空间作为变量的状态空间，用可能性测度代替概率测度来刻划结构的失效行为。可能可靠性理论的发展只有10多年的时间，目前的工作主要是理论框架的完善。本论文的主要工作在第一部分。可能可靠性理论的发展和完善尚需更多学者的不断努力。

全文目录

第一章绪论  8-23
  1.1 引言  8-10
  1.2 课题的背景、来源及意义  10-19
    1.2.1 常规可靠性理论及其局限性  10-12
      1.2.1.1 常规可靠性理论基本假设的局限性  10-11
      1.2.1.2 系统结构和机理的复杂性与人们主观认识的不完善性的矛盾  11
      1.2.1.3 常规可靠性理论有时面临必要数据严重缺乏问题  11-12
    1.2.2 模糊可靠性理论及发展  12-14
      1.2.2.1 影响可靠性的不确定性分析  12-13
      1.2.2.2 模糊可靠性理论现状  13-14
    1.2.3 本课题的提出及研究意义  14-19
      1.2.3.1 研究背景  14-15
      1.2.3.2 国内外发展现状  15-18
      1.2.3.3 课题来源  18
      1.2.3.4 研究的意义  18-19
  1.3 本论文的主要工作  19
  参考文献  19-23
第二章可能性理论与Posbist可靠性理论  23-38
  2.1 可能性理论  23-33
    2.1.1 Zadeh关于可能性测度的定义  23-28
      2.1.1.1 模糊约束  23-25
      2.1.1.2 一元可能性分布  25-26
      2.1.1.3 n元可能性分布  26-27
      2.1.1.4 可能性测度  27-28
    2.1.2 公理化可能性测度的定义  28-29
    2.1.3 可能性测度的性质  29-30
    2.1.4 L-R型模糊数  30-32
    2.1.5 可能性与概率的关系  32-33
  2.2 基于可能性理论的模糊可靠性理论  33-36
    2.2.1 基于系统寿命的能双可靠性模型  34-35
    2.2.2 基于状态变量的能双可靠性模型  35-36
  参考文献  36-38
第三章可能性分布的构造  38-50
  3.1 引言  38
  3.2 可能性分布的构造方法  38-46
    3.2.1 利用隶属函数构造  39-43
    3.2.2 概率分布转换为可能性分布法  43-44
    3.2.3 对疲劳数据的主观操作构造可能性分布  44-46
  3.3 实例分析  46-48
  3.4 小结  48
  参考文献  48-50
第四章典型系统的Posbist可靠性分析  50-63
  4.1 引言  50-51
  4.2 Posbist可靠性理论  51-52
    4.2.1 基本概念  51-52
    4.2.2 系统寿命  52
  4.3 典型系统的Posbist可靠性分析  52-59
    4.3.1 串联系统的Posbist可靠性  53-55
    4.3.2 并联系统的Posbist可靠性  55-56
    4.3.3 串-并联系统的Posbist可靠性  56-57
    4.3.4 并-串联系统的Posbist可靠性  57
    4.3.5 冷储备系统的Posbist可靠性  57-59
  4.4 算例  59-61
  4.5 小结  61
  参考文献  61-63
第五章单调关联系统Posbist故障树建模  63-75
  5.1 引言  63-64
  5.2 模糊故障树分析及研究现状  64
  5.3 基于状态变量的Posbist可靠性理论  64-66
  5.4 Posbist故障树建模与定量分析  66-71
    5.4.1 有关单调关联系统的几个基本定义  66-67
    5.4.2 基本假设  67
    5.4.3 建模  67-71
      5.4.3.1 Posbist故障树的结构函数  67-69
      5.4.3.2 可能性分布估计  69
      5.4.3.3 Posbist故障树的定量分析  69-71
  5.5 实例  71-73
  5.6 小结  73
  参考文献  73-75
第六章结构可能可靠性理论及应用  75-92
  6.1 引言  75
  6.2 在结构安全中处理不确定性的必要性  75-76
  6.3 可能性线性回归  76-78
  6.4 结构失效可能度  78-82
    6.4.1 特殊模糊数的选择  78-79
    6.4.2 对称型高斯模糊数构成的线性极限状态  79-82
    6.4.3 将线性极限状态推广到具有多个对称型高斯模糊数的极限状态  82
  6.5 可能性分布的估计  82-85
    6.5.1 直接利用直方图构建  82-83
    6.5.2 间接利用直方图构建  83
    6.5.3 可能性方法和概率方法的比较  83-85
  6.6 焊点疲劳损坏的可靠度  85-90
    6.6.1 损坏模型  85
    6.6.2 可能性线性回归  85-86
    6.6.3 循环应力的可能性分布  86-88
    6.6.4 失效可能度  88-90
      6.6.4.1 将三角型模糊变量转化为对称高斯模糊变量  88-90
      6.6.4.2 计算失效可能度  90
  6.7 结论  90-91
  参考文献  91-92
第七章结论与展望  92-94
致谢  94-95
硕士生期间完成的论文及参与的科研项目  95-97

基于可能性理论的模糊可靠性设计

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