*
(&)’ *&+
+ ’ **
("&)’ ),+ ’ ( *( (&+)
+’ +’
由于 ,+ ’ (,+,& ’ (&,代入上式得
*
("(&)’ ( *,+ ’( (&)
+ ’
即得:
(&)’ ( "
((&)同样,做或门结构故障树的对偶树,利用上述方法,可以验证式(% -—)的第 个表达式的正确性。
(%)故障树 的全部最小割集对应于其对偶树 "的全部最小路集,故障树 的全部最小路集对应于其对偶树 "的全部最小割集,仅是事件要用其不相容事件替代而已。
(二)求最小路集
画出相应的对偶树。
•/.%•
"求对偶树最小割集。
我们用上行法,得到
%& )&’ ’ ( %&( %&&( )&(&
) % &(&,’ ’ * %&) )( %&) )&&( )&(&
%&* )) %&* )&(&
+
(,) % * %(&* )&(&)(&) )&&( )&(&)
% &*&) )&*&&( )&*&(& )&(&)& )&&(& )&(&
% &*&) )&*&&( )&(&
所以对偶树 -+的最小割集为:{&*,&)}、{&*,&,&(}和{ &(,&}。
("确定故障树最小路集
将对偶树 -+的各最小割集中的底事件换成其不相容事件,便得到故障树 -的全部最小路集,它们是{ &*,&)}、{&*,&,&(}和{ &(,&}。
四、用最小割集和最小路集表示结构函数
(一)用最小割集表示结构函数设故障树有 .*个最小割集,它们是 /*,/,., /0。我们用二值随机变量函数 12表示第 2个最小割集的状态。当 12 %*,则该最小割集发生, 12 %3,该最小割集不发生。根据最小割集定义,只有当该最小割集中的全部底事件都发生(即它的底事件状态变量全取 *值),这个最小割集才发生,也才能使结构函数 ( ,)%*。因此,最小割集状态函数 12应为该最小割集各底事件状态变量的逻辑积,即 12 % *&4(5 6 6)
4+/2
由于故障树中只要至少有一个最小割集发生(即最小割集状态函数值 *),就会导致顶事件发生,所以故障树的结构函数 ( ,)可表示为它的各最小割休状态函数的逻辑和,即
(,)% 2%* 2%* 4+12&4 (5 6 6()
)012 % )0*
从上述看出,对于任意一棵由与门和或门组成的复杂故障树,总可以简化成只有两层逻辑门(上层为或门,下层为与门)的简化相干故障树,称为与门结构或门结合故障树。简化故障树上层或门的输入事件为各最小割集,输入个数为最小割集数;其下层与门的输入事件为每个最小割集的各底事件。
(二)用最小路集表示结构函数设故障 有 7个最小路集,它们是 8*,8,.87。我们引入二值随机变量函数 " 2表示第 2个最小路集的状态。 " 2 %3,表示该最小路集发生, " 2 %*,表示该最小路集不 •9((•
发生。根据最小路集定义可知,只有属于该最小路集中的底事件全都不发生(即状态变量取 值),该最小路集才发生,故得最小路集状态函数为 " )&(’ () (*)
+%"
我们知道,一个最小路集表示系统正常的一种模式,只有全部可能的下常工作模式全不发生,即所有最小路集全都不发生,系统才出现故障,所以故障树的结构函数 "(+)是最小路集状态函数 "的逻辑积,即
"(+) *,"*,{ )& }(’ () (.)
"-"-+%"
因此,对于任意一棵由与门和或门组成的复杂故障树,也总还可以简化成只有两层逻辑门(上层与门、下层或门)的另一查等价故障树。上层与门的输入事件为最小路集不发生的事件,有几个最小路集就有几个输入;下层或门的输入为每一个最小路集中各底事件,如图 )/0 (-(1)所示的故障树,它有三个最小路集 %-{&-,&),&0}、 %) {&,&*}、 %0 {&0,& },所以它的等价故障树也可如图 ’ () ()所示。
-.
图 ’ () ()2故障树的等价故障树
第四节 2故障树分析程序举例
故障树分析的程序很多,这里仅就我们自己编制的 3456578程序做一简单介绍。鉴于相干故障树,通过逻辑门的等效变换,一般总可以简化成由与门和或门组成的故障树,所以我们仅就由与门和或门组成的故障树进行分析。我们做了下列信息约定:
•90*•
———逻辑门个数;
" ———底事件个数(不超过 个);
(%)———第 %个逻辑门信息,以三位数表示:
其中:&[%’(( )")]—
—第 %个逻辑门的第 (个输入量,没有时添零;
*( %)———第 %个底事件发生故障的概率。
中间变量与结果单元如下:
+(%,,)———第 %个“最小”割集,第 ,个底事件号码,也兼作中间结果单元;
+" —
—一维数组单元,存放 +的一行元素(排序前的元素);
+-—
—一维数组单元,存放 +的一行元素(排序后的元素)或最小割集并集中各
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