北航-系統(tǒng)可靠性設(shè)計分析_趙廷弟_綜合測試題1

1、北航341401班系統(tǒng)可靠性設(shè)計分析期末試題(滿分ioo)1.判斷題(共20分，每題2分，答錯倒扣1分)(1) ()系統(tǒng)可靠性與維修性決定了系統(tǒng)的可用性和可信性。(2) ()為簡化故障樹，可將邏輯門之間的中間事件省略。(3) ()在系統(tǒng)壽命周期的各階段中，可靠性指標是不變的。(4) ()如果規(guī)定的系統(tǒng)故障率指標是每單位時間0.16，考慮分配余量，可以按每單位時間0.2進行可靠性分配。(5) ()MTBF和MFHBF都是基本可靠性參數(shù)。(6) ()電子元器件的質(zhì)量等級愈高，并不一定表示其可靠性愈高。(7) ()事件樹的后果事件指由于初因事件及其后續(xù)事件的發(fā)生或不發(fā)生所導致的不良結(jié)果。(8) ()

2、對于大多數(shù)武器裝備，其壽命周期費用中的使用保障費用要比研制和生產(chǎn)費用高。(9) ()所有產(chǎn)品的故障率隨時間的變化規(guī)律，都要經(jīng)過浴盆曲線的早期故障階段、偶然故障階段和耗損故障階段。(10) ()各種產(chǎn)品的可靠度函數(shù)曲線隨時間的增加都呈下降趨勢。2 .填空題(共20分，每空2分)(1) MFHBF的中文含義為 。(2) 平均故障前時間MTTF與可靠度R(t)之間的關(guān)系式是。(3) 與電子、電器設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)相比， 機械產(chǎn)品可靠性特點一是壽命不服從 分布，二是零部件 程度低。(4) 在系統(tǒng)所處的特定條件下，出現(xiàn)的未預期到的通路稱為 。(5) 最壞情況容差分析法中，當網(wǎng)絡函數(shù)在工作點附近可微且變化較小

3、、容差分析精度要求不高、設(shè)計參數(shù)變化范圍較小時，可采用 ;當網(wǎng)絡函數(shù)在工作點可微且變化較大，或容差分析精度要求較高， 或設(shè)計參數(shù)變化范圍較大時，可采用。(6) 一般地，二維危害性矩陣圖的橫坐標為嚴酷度類別，縱坐標根據(jù)情況可選下列三項之一：或1/6北航341401班系統(tǒng)可靠性設(shè)計分析期末試題（滿分ioo）5/63.簡要描述故障樹“三早”簡化技術(shù)的內(nèi)容。（10 分）4. 寫出故障率、可靠度及故障密度函數(shù)的定義式，推導出三者的關(guān)系式，并最終推導出可靠度與故障率函數(shù)的關(guān)系式。（20分）5. 如題6圖（a）所示系統(tǒng)，表示當開關(guān)E打開時，發(fā)電機A向設(shè)備B供電，發(fā)電 機C向設(shè)備D供電。如果發(fā)電機A或C壞了，

4、合上開關(guān)E，由發(fā)電機C或A向設(shè)備B 和D供電。請從題6圖（b）、 （c）、 （d）選出正確的可靠性模型（2分），并說明其理由（8分）。（本題共10分）(b)AE4234(d)題6圖系統(tǒng)原理圖和網(wǎng)絡圖6. 計算題（20分） 系統(tǒng)可靠性框圖如下所示:要求：1）畫出相應的故障樹，寫出其結(jié)構(gòu)函數(shù)原型并化為最小割集表達式;2）計算各底事件的結(jié)構(gòu)重要度并給出分析結(jié)論。北航341401班系統(tǒng)可靠性設(shè)計分析期末試題姓名:(滿分i 1.判斷題(共20分，每題2分，答錯倒扣1分)(11) ( V )系統(tǒng)可靠性與維修性決定了系統(tǒng)的可用性和可信性。(12) ( X )為簡化故障樹，可將邏輯門之間的中間事件省略。(13

5、) ( X )在系統(tǒng)壽命周期的各階段中，可靠性指標是不變的。(14) ( X )如果規(guī)定的系統(tǒng)故障率指標是每單位時間0.16，考慮分配余量，可以按每單位時間0.2進行可靠性分配。(15) ( V ) MTBF和MFHBF都是基本可靠性參數(shù)。(16) ( X )電子元器件的質(zhì)量等級愈高，并不一定表示其可靠性愈高。(17) ( X )事件樹的后果事件指由于初因事件及其后續(xù)事件的發(fā)生或不發(fā)生所導致的不良結(jié)果。(18) ( V )對于大多數(shù)武器裝備，其壽命周期費用中的使用保障費用要比研制和生產(chǎn)費用高。(19) ( X )所有產(chǎn)品的故障率隨時間的變化規(guī)律，都要經(jīng)過浴盆曲線的早期故障階段、偶然故障階段和耗

6、損故障階段。(20) ( V )各種產(chǎn)品的可靠度函數(shù)曲線隨時間的增加都呈下降趨勢。2 .填空題(共20分，每空2分)(7) MFHBF的中文含義為平均故障間隔飛行小時。(8) 平均故障前時間MTTF與可靠度R(t)之間的關(guān)系式是忌 R(t) dt。0(9) 與電子、電器設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)相比， 機械產(chǎn)品可靠性特點一是壽命不服從指數(shù)分布，二是零部件 標準化程度低。(10) 在系統(tǒng)所處的特定條件下，出現(xiàn)的未預期到的通路稱為潛在通 。(11) 最壞情況容差分析法中，當網(wǎng)絡函數(shù)在工作點附近可微且變化較小、容差分析精度要求不高、設(shè)計參數(shù)變化范圍較小時，可采用線性展開法；當網(wǎng)絡函數(shù)在工作點可微且變化較大，或容

7、差分析精度要求較高，或設(shè)計參數(shù)變化范圍較大時，可采用直接代入法C(12) 一般地，二維危害性矩陣圖的橫坐標為嚴酷度類別，縱坐標根據(jù)情況可選下列三項之一：產(chǎn)品危害度、模式危害度或故障概率等級C7/6姓名: 北航341401班系統(tǒng)可靠性設(shè)計分析期末試題（滿分loo）3.簡要描述故障樹“三早”簡化技術(shù)的內(nèi)容。（10分）答：故障樹的“三早”簡化技術(shù)包括早期邏輯簡化（1分）、早期模塊分解（1分）和早期不交化（1分）。早期邏輯簡化是根據(jù)布爾代數(shù)的運算規(guī)則，對故障樹中多余的邏輯事件和邏輯門進行簡化。邏輯簡化要求從故障樹分析開始進行。（1分）早期模塊分解是指從整個故障樹中分割出若干模塊，把分割出的模塊用一個“

8、準底事件”代替， 單獨進行最小割集分析和概率計算（1分）。故障樹的模塊是故障樹中至少 2個底事件的集合（1分）,向上可到達同一邏輯門，而且必須通過此門才能到達頂事件，該邏輯門稱為模塊的輸出或頂點（1分）。模塊不能有來自其余部分的輸入，而且不能有與其余部分重復的事件。（1分）早期不交化對于重復事件多、無法用模塊分解法進行簡化的故障樹，可有效消除重復事件（1分）。其規(guī)則是：與門的輸入、輸出均不變，而或門的輸入則需不交化一一除第一個輸入保持不變外， 其余輸入變?yōu)樾略龅呐c門（1分）。9/6姓名: 北航341401班系統(tǒng)可靠性設(shè)計分析期末試題（滿分100：4. 寫出故障率、可靠度及故障密度函數(shù)的定義式，

9、推導出三者的關(guān)系式，并最終推導出可靠度與故障率函數(shù)的關(guān)系式。（20分）(1分)式中：垃）一一故障率；dr（t） 1時刻后，dt時間內(nèi)故障的產(chǎn)品數(shù)；Ns（t）殘存產(chǎn)品數(shù)，即到 t時刻尚未故障的產(chǎn)品數(shù)。（1分）R(t)N。r(t)N。(1分)式中：N 0 t=0時，在規(guī)定條件下進行工作的產(chǎn)品數(shù)；r（t）在0到t時刻的工作時間內(nèi)，產(chǎn)品的累計故障數(shù)（產(chǎn)品故障后不予修復）（1分）上式中：Ns（t） = N 0 - r（t）（1 分）而故障密度函數(shù)f（t）丄如dtN0 dt(t)dr(t)dr(t) N(t)f(t)Ns(t)dtN(t)dt Ns(t)R(t)Qf(t)dF(t)dR(t)在兩態(tài)假設(shè)的系

10、統(tǒng)中，不可靠度f（1） 1R（t）罟（1分）(1分)（過程1分，結(jié)果1分）(t)dtdR(t)R(t)t(t)dt0In R(t) |o(t)dt（過程3分，結(jié)果3分）R（t） e此即可靠度與故障率函數(shù)的關(guān)系式。（綜合、完整：5分）姓名:（滿分1北航341401班系統(tǒng)可靠性設(shè)計分析期末試題5. 如題6圖（a）所示系統(tǒng)，表示當開關(guān)E打開時，發(fā)電機A向設(shè)備B供電，發(fā)電機C 向設(shè)備D供電。如果發(fā)電機A或C壞了，合上開關(guān)E，由發(fā)電機C或A向設(shè)備B和D 供電。請從題6圖（b）、（c）、（d）選出正確的可靠性模型（2分），并說明其理由（8分）。（本題共10分）(c)31. AE（d）系統(tǒng)原理圖和網(wǎng)絡圖答：

11、（d）正確。(b) : C壞, A 不通 D ； (2 分)(c) : A壞，C不通B; (2分)（d）: E雙向，A通D、C通B。（ 4分）13/66.計算題（20分）系統(tǒng)可靠性框圖如下所示:要求：3）畫出相應的故障樹（3分），寫出其結(jié)構(gòu)函數(shù)原型（1分）并化為最小割集表達式（2 分）；4）計算各底事件的結(jié)構(gòu)重要度（7分）并給出分析結(jié)論（2分）。（綜合、完整：5分）1)解:I I該故障樹圖中各底事件均應為原RBD中對應單元的逆事件(X) = (X1 X2 X3)X4(X3X5)用下行法求最小割集: 第一層： M1 M2 第二層：x1, x2 , x3 x4, M3第三層：x1, x2 , x3

12、 x4, x3 x4, x5則最小割集即為 x1 , x2 , x3 x4, x3 x4, x52）結(jié)構(gòu)重要度0,0,0,0,000,0,0,0,100,0,0,1,000,0,0,1,1 10,0,1,0,000,0,1,0,100,0,1,1,010,0,1,1,1 10,1,0,0,000,1,0,0,100,1,0,1,000,1,0,1,1 10,1,1,0,000,1,1,0,100,1,1,1,010,1,1,1,1 11,0,0,0,001,0,0,0,101,0,0,1,001,0,0,1,1 11,0,1,0,001,0,1,0,101,0,1,1,011,0,1,1,1 11,1,0,0,001,1,0,0,101,1,0,1,001