一、機電一體化系統(tǒng)的可靠性描述
(一)可靠性定義:產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。它包括:產(chǎn)品、規(guī)定的條件、規(guī)定的時間、規(guī)定的功能。
(二)可靠性指標(biāo)
1.故障分布函數(shù)和故障密度函數(shù)
在[0,t)的時間間隔內(nèi),產(chǎn)生的故障的概率用函數(shù)f(t)表示
f(t)故障密度函數(shù)
2.可靠度r(t)
可靠度實質(zhì)是產(chǎn)品到時刻t時無故障概率
3.平均壽命:可靠度函數(shù)的平均值(數(shù)學(xué)期望值)
4.失效率λ(t):指產(chǎn)品在t時刻沒有發(fā)生故障而在t之后的dt時間內(nèi)發(fā)生故障的條件概率密度函數(shù)
通過試驗的方法可獲得失效率曲線
5.有效度(可利用率):
平均有效度a:反映了設(shè)備提供正確使用的能力
有效度
(三)可靠性預(yù)測
元件的可靠性預(yù)測:
試驗統(tǒng)計法、經(jīng)驗法
系統(tǒng)的可靠性預(yù)測取決于元件的可靠性和元件的組合方式兩個因素最基本的組合方式為串聯(lián)和并聯(lián)
(四)可靠性指標(biāo)的分配
1.等同分配法
2.按比例分配法
3.按重要性分配法
4.最優(yōu)化分配法
二、機電一體化系統(tǒng)常見故障類型
(一)硬件邏輯故障
1.永久性故障:固定故障、橋接故障
2.間發(fā)性故障
3.邊緣性故障
(二)常見軟件故障
1.系統(tǒng)軟件故障
2.應(yīng)用軟件故障
(三)常見干擾故障
根據(jù)干擾的現(xiàn)象和信號特征的不同有不同的分類方法
1.按干擾性質(zhì)分
自然干擾、人為干擾、固有干擾
2.按干擾耦合模式分:
靜電干擾、磁場耦合干擾、漏電耦合干擾、共阻抗干擾、電磁輻射干擾
三、機電一體化系統(tǒng)的干擾抑制與防護
各種干擾是機電一體化系統(tǒng)和裝置出現(xiàn)瞬時故障的主要原因。
抑制電磁干擾是電磁兼容性設(shè)計的核心。
電磁干擾的抑制要從干擾源、傳播途徑、接收器三個方面著手。常用的抑制方法:
屏蔽干擾源
隔離:光電隔離、變壓器隔離、繼電器隔離
濾波 常用反射濾波器和損耗濾波器
接地:單點接地、交流接地點與直流接地點分開原則、將邏輯地浮空并使機柜良好接地、數(shù)字地和模擬地分開、印刷電路板地線的安排
合理布置電源:交流電源輸入采取綜合措施、合理的直流電源方案
軟件抗干擾措施:軟件陷阱、wtd技術(shù)
四、機電一體化系統(tǒng)的故障診斷與容錯技術(shù)
(一)機電一體化系統(tǒng)的自診斷
1.通路敏化法
2.d算法
3.狀態(tài)表分析法
4.功能故障診斷法
(二)機電一體化系統(tǒng)的容錯技術(shù)
1.時間冗余
2.硬件冗余