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可靠性工程与故障诊断技术


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可靠性工程与故障诊断技术
  • 书号:9787030503114
    作者:郭其一等
  • 外文书名:
  • 装帧:圆脊精装
    开本:B5
  • 页数:540
    字数:700
    语种:zh-Hans
  • 出版社:
    出版时间:2016-11-07
  • 所属分类:
  • 定价: ¥180.00元
    售价: ¥142.20元
  • 图书介质:
    纸质书

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RAMS(可靠性、可用性、可维修性和安全性)理论诞生于美国的军工设备体系,并且逐步发展完善,该理论进入我国后已经成为工业设备和重大装备的质量保障基础;系统的故障诊断技术是保障重大设备可靠运行的重要技术支撑。这些理论和技术经过我国科学工作者和工程师的研究探索,形成了丰富的理论、技术与应用成果。本书总结了作者在该领域的科研成果,讨论了RAMS体系的基本概念,阐述了故障诊断的基本概念、基础理论和实现诊断的技术过程,并将其应用于轨道交通车辆领域,给出了相应的实践应用与规范要求。同时,对所涉及的技术标准也做了比较完整的介绍。
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    前言
    第1章 系统的故障与可靠性问题1
    1.1 概述1
    1.2 系统的故障与失效5
    1.2.1 故障的特性7
    1.2.2 故障的四要素8
    1.3 系统的RAMS问题12
    1.4 小结15
    第2章 系统的可靠性原理18
    2.1 概述18
    2.2 RAMS要素的定义及其相互关系19
    2.2.1 可靠性19
    2.2.2 可维修性21
    2.2.3 可用性30
    2.2.4 安全完整性33
    2.2.5 全寿命费用33
    2.3 RAMS的相关标准35
    2.4 RAMS与可靠性模型、分析与计算38
    2.4.1 事件发生的概率38
    2.4.2 可靠度与故障的分布函数41
    2.4.3 可靠性框图的建立示例44
    2.4.4 地铁列车牵引系统供应商的可靠性应用示例49
    2.5 小结53
    第3章 风险与安全完整性问题54
    3.1 概述54
    3.2 与安全相关的若干基本问题55
    3.3 风险56
    3.4 风险管理57
    3.5 安全与安全完整性64
    3.6 安全完整性等级的确定68
    3.7 安全性的若干问题75
    3.7.1 危险侧失效与安全侧失效75
    3.7.2 安全相关系统的故障-安全属性76
    3.7.3 安全完整性等级的使用76
    3.7.4 系统安全、安全寿命与认证维护77
    3.8 城轨车辆系统集成商的安全性管理实例79
    3.8.1 基本原则79
    3.8.2 危害识别及其管理79
    3.8.3 风险评估方法81
    3.8.4 安全性综合分析报告83
    3.8.5 安全管理流程图83
    3.8.6 故障报告、分析及纠正措施系统83
    3.8.7 文件资料/可交付的文件85
    3.9 小结86
    第4章 全生命周期及其相关因素87
    4.1 概述87
    4.2 因素评估88
    4.3 人的因素89
    4.4 系统的生命周期91
    4.5 系统生命周期各个阶段的任务说明95
    4.5.1 第1阶段:概念95
    4.5.2 第2阶段:系统定义和应用条件96
    4.5.3 第3阶段:风险分析98
    4.5.4 第4阶段:系统需求99
    4.5.5 第5阶段:系统需求的分配101
    4.5.6 第6阶段:设计和实现103
    4.5.7 第7阶段:制造104
    4.5.8 第8阶段:安装105
    4.5.9 第9阶段:系统确认(包括安全验收和调试)106
    4.5.10 第10阶段:系统验收107
    4.5.11 第11阶段:运营和维修108
    4.5.12 第12阶段:性能监控109
    4.5.13 第13阶段:修改与更新109
    4.5.14 第14阶段:停用及处置110
    4.5.15 生命周期RAMS流程内的责任111
    4.6 RAMS规范概要与规划111
    4.6.1 RAMS规范概要111
    4.6.2 RAMS规划建设113
    4.6.3 工具清单114
    4.7 小结116
    第5章 系统RAM工程的用户需求119
    5.1 概述119
    5.2 RAMS的总体要求119
    5.3 系统安全性要求121
    5.4 风险分析及危害(隐患)登记要求122
    5.4.1 危害(隐患)和可操作性研究122
    5.4.2 接口危害(隐患)123
    5.4.3 安全原则及规范要求的符合性评估124
    5.4.4 量化风险评估124
    5.4.5 故障树分析要求124
    5.4.6 可容忍的危害(隐患)发生率125
    5.4.7 安全关键项清单125
    5.5 可靠性、可用性及可维修性指标要求125
    5.5.1 故障定义125
    5.5.2 可靠性指标126
    5.5.3 可用性指标126
    5.5.4 可维修性指标127
    5.5.5 RAM全寿命分析和管理128
    5.5.6 RAM指标分配128
    5.6 可靠性、可用性及可维修性证明及报告131
    5.7 故障认定与故障审查委员会133
    5.8 关联责任故障与非关联责任故障133
    5.9 可维护性技术要求134
    5.10 用户需求信息的格式化附件136
    第6章 系统RAM工程的供应商行为151
    6.1 概述151
    6.2 牵引系统的RAMS工程154
    6.2.1 车辆牵引系统的基本描述(供应商建议)154
    6.2.2 产品功能及组成建议说明155
    6.2.3 主要部件的维护建议156
    6.2.4 可靠性指标要求162
    6.2.5 牵引系统可靠性建模164
    6.2.6 牵引系统可靠性分配167
    6.2.7 质保期内RAMS验证171
    6.3 车辆系统的RAMS工程173
    6.3.1 车辆系统供应商的一般建议说明173
    6.3.2 可靠性、可用性及可维护性的建议要求174
    6.3.3 供应商将提供的相关资料179
    6.3.4 车辆系统建议的保证计划180
    6.4 小结:应用示例183
    第7章 系统RAMS工程的低压电器实践185
    7.1 概述185
    7.2 低压电器可靠性问题的研究187
    7.2.1 美国情况187
    7.2.2 日本情况190
    7.2.3 其他国家的低压电器可靠性工作198
    7.2.4 IEC的可靠性标准及其低压电器标准中的可靠性要求198
    7.3 国内低压电器的可靠性工作发展200
    7.4 可靠性指标确定201
    7.4.1 可靠性指标确定201
    7.4.2 保护类电器的可靠性指标201
    7.4.3 控制类电器可靠性指标203
    7.5 低压电器的可靠性特征参数与失效分布204
    7.5.1 低压电器的可靠性特征参数204
    7.5.2 失效分布类型及确定方法206
    7.5.3 可靠性特征参数的估计方法207
    7.6 可靠性试验207
    7.6.1 抽样试验208
    7.6.2 可靠性测定试验211
    7.6.3 可靠性验证试验211
    7.6.4 可靠性验证试验的方法介绍212
    7.6.5 保护类电器(低压断路器)可靠性验证试验方案219
    7.6.6 控制类电器(接触式继电器)可靠性验证方案223
    7.7 可靠性分析方法227
    7.7.1 失效分析227
    7.7.2 数理分析方法229
    7.8 小结233
    第8章 故障状态诊断的数学基础235
    8.1 概述235
    8.2 傅里叶变换235
    8.2.1 傅里叶变换的形式236
    8.2.2 离散傅里叶级数238
    8.2.3 离散傅里叶变换239
    8.3 快速傅里叶变换245
    8.3.1 直接计算DFT的问题及改进的途径245
    8.3.2 时间抽取基-2FFT算法246
    8.3.3 频率抽取基-2DFT算法253
    8.4 快速小波变换257
    8.5 小波变换及小波分析264
    8.5.1 小波变换264
    8.5.2 小波分析的基本理论272
    8.5.3 多分辨率分析274
    8.5.4 小波包变换275
    8.5.5 小波包的频带分析技术276
    8.6 小结277
    第9章 故障诊断与可诊断问题基础278
    9.1 概述278
    9.2 故障诊断279
    9.2.1 故障诊断的要素280
    9.2.2 系统的状态迁移281
    9.2.3 故障诊断的任务与意义282
    9.2.4 技术诊断的过程283
    9.3 诊断机问题284
    9.3.1 有限自动机问题284
    9.3.2 诊断机问题287
    9.3.3 诊断过程292
    9.4 可诊断问题概述293
    9.5 系统描述294
    9.6 系统的状态可诊断问题296
    9.7 实际可诊断301
    9.8 状态故障的可分离问题302
    9.9 存在过程扰动时状态故障可分离问题305
    9.9.1 存在过程扰动时基于观测器方式的线性系统状态故障可分离305
    9.9.2 存在过程扰动时基于观测器方式的非线性系统状态故障可分离307
    9.10 基于投影算子方法的故障可分离性条件310
    9.10.1 实现故障分离的投影算子方法310
    9.10.2 投影算子存在的条件312
    9.11 小结313
    第10章 诊断中的检测控制与传感器诊断技术314
    10.1 概述314
    10.2 诊断信息获取方法316
    10.3 传感器的基本特征317
    10.4 诊断信息处理322
    10.4.1 故障信号处理324
    10.4.2 传感器的匹配324
    10.4.3 基本的信号处理327
    10.5 诊断信息的量度331
    10.6 检测控制策略问题333
    10.7 测量策略问题求解335
    10.8 检测控制技术实践337
    10.9 传感器分布优化方法339
    10.9.1 传感器分布优化方法概述339
    10.9.2 基于诊断重要度的传感器分布方法339
    10.9.3 实例340
    10.10 融合部件的测试代价341
    10.10.1 费用诊断重要度341
    10.10.2 融合了测试代价的诊断决策算法342
    10.11 传感器自身故障问题的提出342
    10.11.1 传感器故障类型343
    10.11.2 传感器故障数学模型343
    10.11.3 传感器故障常用的诊断技术345
    10.12 基于分析性冗余的传感器故障诊断技术347
    10.12.1 基于分析性冗余的传感器故障诊断推理348
    10.12.2 说明349
    10.13 基于鲁棒观测器的解析性冗余传感器故障诊断350
    10.13.1 基于冗余关系的鲁棒观测原理350
    10.13.2 基于鲁棒观测器的解析冗余诊断技术353
    10.14 小结355
    第11章 基于状态观测的控制系统诊断问题356
    11.1 概述356
    11.2 控制系统的故障问题359
    11.3 连续线性系统的诊断观测器问题360
    11.3.1 诊断中的观测器问题360
    11.3.2 诊断系统的观测器设计361
    11.3.3 观测器的收敛性及稳定性条件363
    11.4 离散系统诊断观测器的结构与设计364
    11.4.1 基于Kalman滤波器的残差计算364
    11.4.2 基于自适应滤波器的残差计算算法365
    11.5 基于神经网络的故障诊断问题367
    11.5.1 基于构造式神经网络的诊断观测器模型368
    11.5.2 基于系统模型的构造型补偿神经网络观测器369
    11.5.3 串联补偿结构的构造式神经网络状态观测器设计371
    11.6 传动系统的诊断实践372
    11.7 小结375
    第12章 牵引变流器系统故障分析与诊断377
    12.1 概述377
    12.2 故障诊断分析及故障特征提取377
    12.2.1 故障类型及机理分析377
    12.2.2 故障诊断要求和方法378
    12.2.3 变流器故障检测方法379
    12.2.4 牵引变流器故障特征提取382
    12.3 IGBT器件的故障分析与诊断384
    12.4 牵引变流器系统的故障分析实践388
    12.4.1 典型变流系统介绍389
    12.4.2 牵引变流器系统的故障分析、诊断与处理392
    12.5 牵引变流器故障诊断与识别399
    12.5.1 基于神经网络的牵引变流器故障识别399
    12.5.2 基于支持向量机的牵引变流故障诊断实践406
    12.5.3 基于故障树的牵引变流器故障识别409
    12.6 机车牵引变流器故障诊断处理系统410
    12.6.1 传动控制单元硬件介绍410
    12.6.2 牵引变流器故障典型案例介绍414
    12.7 小结422
    第13章 电机的故障分析与诊断423
    13.1 概述423
    13.1.1 电动机机械故障423
    13.1.2 电动机电气故障425
    13.1.3 从引起的原因看电动机的故障426
    13.2 电动机的故障诊断技术概述427
    13.3 电动机继电保护和故障诊断原理429
    13.3.1 定子绕组匝间短路故障诊断原理429
    13.3.2 转子断条故障诊断原理430
    13.4 电动机故障诊断方法综述431
    13.4.1 定子绕组匝间短路故障诊断431
    13.4.2 转子断条研究故障诊断434
    13.5 基于Petri网的电动机的离线故障诊断实例436
    13.5.1 离线故障诊断问题436
    13.5.2 Petri网436
    13.5.3 系统的输入信息439
    13.5.4 专家知识的概括441
    13.5.5 专家知识的表示444
    13.5.6 基于Petri网的离线故障诊断模型445
    13.5.7 离线故障诊断测试447
    13.6 基于FNN的电动机的在线故障诊断实例448
    13.6.1 模糊神经网络448
    13.6.2 故障特征信号的提取451
    13.6.3 试验系统及样本的选取455
    13.6.4 网络构建及仿真应用457
    13.7 小结464
    第14章 机车走行部件的故障诊断465
    14.1 概况465
    14.2 机械故障诊断技术466
    14.2.1 滚动轴承的振动监测技术466
    14.2.2 故障诊断的原理与仿真474
    14.3 机车走行部件故障诊断系统设计481
    14.3.1 系统方案设计481
    14.3.2 工作原理486
    14.3.3 车载软件结构495
    14.3.4 地面分析软件498
    14.4 地面机车轴承故障诊断系统500
    14.4.1 工作原理501
    14.4.2 硬件设计502
    14.4.3 软件设计504
    14.4.4 试验验证507
    14.5 机车走行部件故障诊断实例508
    14.5.1 某机务段DF11G-0165机车踏面故障分析508
    14.5.2 某机务段SS4G-0446机车振动报警数据分析510
    14.5.3 某机务段SS9G-0210机车轴承故障分析511
    14.6 小结512
    参考文献513
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