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申请/专利权人：江苏省特种设备安全监督检验研究院;西北工业大学

摘要：本发明公开了一种控制系统可靠性冗余分配方法、装置及系统，所述方法包括基于控制系统的可靠性分析模型，以及各功能执行模块的失效率数据，计算出在规定服役时间下的控制系统可靠度；其中，所述可靠性分析模型是通过将控制系统转换成由若干个功能执行模块串联而成的串联系统，并针对所述串联系统构建而成的；基于所述控制系统可靠度，采用并联的主动冗余策略，构建控制系统可靠性冗余分配模型；利用改进边际分析法对所述控制系统可靠性冗余分配模型进行求解计算，获得控制系统可靠性冗余分配方案。本发明采用主动冗余策略对控制系统的可靠性‑成本费用进行权衡分析，能够高效、准确地对控制系统进行可靠性冗余分配，有效提升可靠性及安全作业水平。

主权项：1.一种控制系统可靠性冗余分配方法，其特征在于，包括：基于控制系统的可靠性分析模型，以及各功能执行模块的失效率数据，计算出在规定服役时间下的控制系统可靠度；其中，所述可靠性分析模型是通过将控制系统转换成由若干个功能执行模块串联而成的串联系统，并针对所述串联系统构建而成的；基于所述控制系统可靠度，采用并联的主动冗余策略，构建控制系统可靠性冗余分配模型；利用改进边际分析法对所述控制系统可靠性冗余分配模型进行求解计算，获得控制系统可靠性冗余分配方案；所述控制系统可靠性冗余分配方案的计算方法包括：向控制系统可靠性冗余分配模型输入控制系统中各功能执行模块的可靠度Riti、费用ci、可用预算成本B；计算各功能执行模块的边际效应Δi，并对控制系统的可靠性-成本费用进行权衡分析，获得控制系统可靠性冗余分配方案，所述边际效应Δi表示对第i个功能执行模块的单位成本投资导致的可靠度对数增长值；所述控制系统可靠性冗余分配方案的获得方法包括：1计算各功能执行模块的边际效应Δi，i＝1,2,...,m；所述边际效应Δi的计算公式为： 式中，ci为第i个功能执行模块的单机成本费用；Riti为第i个功能执行模块在服役时间为t时的可靠度；ni为第i个功能执行模块的主备冗余数量；各功能执行模块的初始数量为ni＝0，i＝1,2,...,m，mk为迭代终止判断参数，令其初始值为0，c为累积成本费用，令其初始值为0；2寻找当次迭代具有最大边际效应的功能模块k，该功能模块的边际效应为Δk，该模块得并联冗余数量为nk，成本费用为ck；3计算累积成本费用c，所述累积成本费用c等于前一次迭代的累积成本费用与当次迭代所选择的冗余单元的成本费用之和；4如果成本费用满足冗余分配的可用预算成本B，该功能模块的并联冗余数量加1，重新计算最大边际效应Δk，并返回到步骤2，否则执行步骤5～6；5令原最大边际效应值Δk＝0，并寻找新的最大边际效应值，令Δk＝max{Δ1,Δ2,…,Δk-1,0,Δk+1,…,Δm}，迭代终止判断参数mk＝mk+1；6若m-mk≥1，返回步骤4；若m-mk＜1，终止迭代，并输出冗余分配方案，所述冗余分配方案为各功能执行模块的主备冗余数量n1,n2,…,nm。

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百度查询： 江苏省特种设备安全监督检验研究院 西北工业大学 控制系统可靠性冗余分配方法、装置及系统