【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及装备系统的设备失效率分析方法，具体涉及一种基于区间二型t-s模糊故障树的设备失效率分析方法。
技术介绍
1、现代装备系统的规模和复杂度越来越高，对其进行可靠性分析也变得更加困难。故障树分析方法因其在定性分析及定量分析方面的优势，在复杂系统的可靠性分析领域具有重要地位。故障树分析方法是一种自顶向下的演绎失效率分析方法，采用布尔逻辑对底事件(基本事件)进行组合，从而分析系统顶事件(需要进行失效率分析的事件)的状态。
2、然而，传统的故障树分析方法假设事件的状态只有正常和失效两种，并要求底事件的失效率已知，这增加了其局限性，限制了其在工程实际中的应用。近些年来，模糊故障树分析方法受到了很多关注，特别是t-s模糊故障树分析方法，采用“t-s门”代替“与或非门”对底事件进行组合，使其能够处理不确定性并具备强大的泛化能力，在导航系统、液压系统和卫星姿态控制系统等领域得到了广泛应用。
3、在传统的t-s模糊故障树分析方法中，需要由专家经验确定底事件的隶属度函数，在工程应用中，普遍将其假设为如图1所示的梯形隶属度函数，即当底事件状态确定时，隶属度函数表现为一个确定值。传统的t-s模糊故障树分析方法对底事件隶属度函数的依赖程度很高，大大限制了其应用及推广。而且在实际系统中，因为存在不确定性，底事件隶属度函数很难获取，直接将其假设为梯形隶属度函数，会大大限制设计的自由度和适用范围。此外，传统的t-s模糊故障树分析方法中，底事件与顶事件之间的t-s模糊规则通常是直接给定的，缺乏通用性的构建方法，且仅有的一些构建方
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决传统的故障树分析方法处理不确定性的能力和设计自由度较低、适用性不强，或者分析结果不够准确的技术问题，而提供一种基于区间二型t-s模糊故障树的设备失效率分析方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种基于区间二型t-s模糊故障树的设备失效率分析方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
4、步骤1、建立待分析失效率设备的t-s模糊故障树，所述t-s模糊故障树包括p层，每层由数量不同的通用t-s门组成，p为大于0的整数；所述通用t-s门是由一个顶事件y和n个底事件x＝[x1,x2,…,xn]构成，其中，n为大于等于1的整数；
5、步骤2、计算最底层通用t-s门的底事件状态和顶事件状态之间的加权距离，根据加权距离计算最底层通用t-s门的顶事件处于各种状态的概率，从而得到最底层通用t-s门的t-s模糊规则；
6、步骤3、确定最底层通用t-s门的底事件失效率上下界；
7、步骤4、根据步骤3得到的底事件失效率上下界，计算最低层通用t-s门的t-s模糊规则的激活强度上下界；
8、步骤5、根据步骤2得到的t-s模糊规则和步骤4得到的t-s模糊规则激活强度的上下界，计算最底层通用t-s门的顶事件失效率；
9、步骤6、按照步骤2-步骤5的方法，逐层计算每个通用t-s门的顶事件失效率，得到最顶层通用t-s门的顶事件失效率，从而得到设备失效率。
10、进一步地，若底事件状态已知，则步骤3具体为：
11、3.1、设定通用t-s门中底事件状态区间二型模糊集的隶属度函数上下界；
12、3.2、将底事件状态带入设定的底事件状态区间二型模糊集的隶属度函数上下界中，得到底事件失效率的上下界。
13、进一步地，若底事件状态未知，则步骤3具体为：
14、3.1、由m位专家对底事件失效率的上下界进行评估，得到m位专家对底事件失效率上下界的评估结果；
15、3.2、通过以下公式计算每两位专家ej和ek对底事件失效率上下界评估结果的相似度s(ej，ek)：
16、
17、其中，μj表示第j位专家评估的底事件失效率下界，μk表示第k位专家评估的底事件失效率下界，表示第j位专家评估的底事件失效率上界，表示第k位专家评估的底事件失效率上界，j、k均为整数，0＜j、k≤m，且j≠k；
18、3.3、通过以下公式计算每位专家对底事件失效率上下界评估结果的平均相似度：
19、
20、其中，aa(ej)为第j位专家对底事件失效率上下界评估结果的平均相似度；
21、3.4、通过以下公式计算每位专家对底事件失效率上下界评估结果的相对相似度：
22、
23、其中，ra(ej)为第j位专家对底事件失效率上下界评估结果的相对相似度；
24、3.5、设定专家的权重系数，通过以下公式计算每位专家对底事件失效率上下界评估结果的一致相似度：
25、cc(ej)＝αw(ej)+(1-α)ra(ej)
26、其中，α(0≤α≤1)是松弛因子，w(ej)是专家ej的权重系数，cc(ej)是第j位专家对底事件失效率上下界评估结果的一致相似度；
27、3.6、通过以下公式计算底事件失效率的上下界：
28、
29、其中，agg表示底事件失效率的下界，表示底事件失效率的上界。
30、进一步地，步骤5中，所述顶事件失效率通过以下公式计算：
31、
32、其中，表示顶事件y的不同状态，ky为大于0的整数，表示顶事件分别处于状态时的失效率，表示第i条t-s模糊规则下顶事件分别处于状态时的概率，i为整数，且0＜i≤m，m为t-s模糊规则的总数量，ka为第a个底事件xa(a＝1,2,…,n)的状态数量，ka为大于0的整数；
33、是归一化的隶属度函数，和νi(x)是非线性权重函数，并且ωi(x)表示第i条t-s模糊规则的激活强度下界，表示第i条t-s模糊规则的激活强度上界。
34、进一步地，步骤4中，所述t-s模糊规则的激活强度上下界通过以下公式计算：
35、
36、
37、其中，表示第i条t-s模糊规则第a个底事件xa的状态，ia＝1,2,…,ka；
38、表示第a个底事件xa处于状态的隶属度函数下界，等价于底事件失效率的下界；表示第a个底事件xa处于状态的隶属度函数上界，等价于底事件失效率的上界。
39、进一步地，步骤2中，所述底事件状态和顶事件状态之间的加权距离通过以下公式计算：
40、
41、其中，分别表示第i条t-s模糊规则下底事件状态与顶事件处于状态的加权距离；
42、c＝1,2,…,ψ(ψ≤n)，表示故障状态最高的底事件编号；
43、其中，b＝1,2,…,ky，表示第i条t-s模糊规则下底事件状态和顶事件状态之间的距离，s(·)表示模糊状态值，表示第c个底事件xc的状态，yb表示顶事件的状态；
44、wc是表征底事件对顶事件重要程度的权重系数；
45、γ≥0是调节加权距离数量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于区间二型T-S模糊故障树的设备失效率分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于区间二型T-S模糊故障树的设备失效率分析方法，其特征在于：若底事件状态已知，则步骤3具体为：
3.根据权利要求1所述的基于区间二型T-S模糊故障树的设备失效率分析方法，其特征在于：若底事件状态未知，则步骤3具体为：
4.根据权利要求2或3所述的基于区间二型T-S模糊故障树的设备失效率分析方法，其特征在于：步骤5中，所述顶事件失效率通过以下公式计算：
5.根据权利要求4所述的基于区间二型T-S模糊故障树的设备失效率分析方法，其特征在于：步骤4中，所述T-S模糊规则的激活强度上下界通过以下公式计算：
6.根据权利要求5所述的基于区间二型T-S模糊故障树的设备失效率分析方法，其特征在于：步骤2中，所述底事件状态和顶事件状态之间的加权距离通过以下公式计算：
7.根据权利要求6所述的基于区间二型T-S模糊故障树的设备失效率分析方法，其特征在于：步骤2中，所述顶事件处于各种状态的概率通过以下公式计算：
...【技术特征摘要】
1.一种基于区间二型t-s模糊故障树的设备失效率分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于区间二型t-s模糊故障树的设备失效率分析方法，其特征在于：若底事件状态已知，则步骤3具体为：
3.根据权利要求1所述的基于区间二型t-s模糊故障树的设备失效率分析方法，其特征在于：若底事件状态未知，则步骤3具体为：
4.根据权利要求2或3所述的基于区间二型t-s模糊故障树的设备失效率分析方法，其特征在于：步骤5中，所述顶事件失效率通过以下公式计算：
5.根据权利要求4所述的基于区间二型t-s模糊故障树的设备失效率分析方法，其特征在于：步骤4中，所述t-s模糊规则的激活强度上下界通过以下公式计算：
6.根据权利要求5所述的基于区间二型t-s模糊故障树的设备失效率分析方法，其特征在于：步骤2中，所述底事件状态和顶事件状态之间的加权...
【专利技术属性】
技术研发人员：范潇，郝伟，谢梅林，刘鹏，井峰，王帆，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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