15可靠性安全性的设计.ppt

课后习题 1、机电一体化系统中干扰信号进入控制器的主要渠道有：一是传导型：供电干扰、强电干扰和 。二是辐射形： 和静电干扰。 2、机电一体化系统保证产品（或系统）可靠性的方法可以采用冗余技术，冗余技术又称为储备技术，分为 和 。 3、保证机电一体化系统（产品）可靠性的方法有哪些？简要说明 4、什么是产品的可靠性？ 5、机电一体化系统中，电噪声的干扰是产生元部件失效或数据传输、处理失误、进而影响其可靠性的最常见的也是最主要的因素，针对这些干扰，可以采取哪些看干扰的措施？ 6、下列所示的图中，哪一个具有抗干扰功能？ * 5.2 可靠性、安全性设计 5.2.1 可靠性设计 1.可靠性的基本概念 可靠性问题是机电一体化系统设计的一个重要组成部分。 所谓可靠性，是指产品(或系统)在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。 如果产品不能完成规定功能，就称为失效；对于可修复的产品，也可称为故障。失效(或故障)是一种破坏产品(或系统)工作能力的事件，失效(或故障)越频繁,可取性就越低。 产品(或系统)完成规定的功能是相对于规定条件和规定时间而言的。 规定条件是指使用时的应力条件(工作条件)、环境条件和存储时的存储条件等，规定条件不同，产品的可靠性也不同。 可靠性的概念包括产品(或系统)的无故障性和耐久性两方面的含义。 产品的无故障性:是指产品在某一时期内(或某一段工作时间内)，连续不断地保持其工作能力的性能。 产品的耐久性:是指产品在整个使用期限内和规定的维修条件下，保持其工作能力的性能。 一般来说，如果不采取维修和预防措施消除故障、恢复其丧失了的工作能力，产品是不能长时期工作的。 完成规定功能就是指能够连续地保持产品(或系统)的工作能力，使各项技术指标符合规定值。 2.保证产品(或系统)可靠性的方法 有三种方法 提高产品的设计 和制造质量 冗余技术 诊断技术 是最根本的方法． 它的作用是消除故障或者降低故障率于发生之前。 保证产品可靠性的一种重要方法，它可以在故障发生之后把故障造成的影响掩蔽起来，使产品在一定时间内继续保持工作能力。 是一种暴露法，它可以把已经出现的或即将出现的故障及时暴露出来，以便迅速修复。 1)提高产品的设计和制造质量 裕度法；对于关键性的产品，可以加大设计的安全系数，以保证一定的可取性储备。 在设计过程中，要进行可靠性分析，估计系统和单元中各种引起失效的可能因素，采取必要的可靠性措施，以降低产品的故障率。这时可以采用可靠性预测的方法，对各种可取性指标进行估计。 制造阶段中的原材料和制造工艺，都要保证完全达到各项设计指标。 可对产品进行可取性试验，以便确定实际产品的可靠性指标。 对于可靠性要求特别高的产品，除采用冗余技术和诊断技术外．还可采用下述几种方法。 自动控制：在产品设计中，利用机电一体化技术的优势，使产品(或系统)具有自适应、自调整、自诊断甚至自修复的功能，可以大大提高产品的可靠性。 2)采用冗余技术 冗余技术又称储备技术。它是利用系统的并联模型来提高系统可靠性的一种手段。冗余有工作冗余和后备冗余两类。 工作冗余；又称工作储备或掩蔽储备，是两个或两个以上单元并行工作的并联模型。平时，由各个单元平均负担工作应力，因此工作能力有冗余。只有当所有的单元都失效时系统才失效，如果还有任何一个单元末失效，系统就能可靠地工作，不过这个单元要负担额定的全部工作应力。 后备冗余：又称非工作储备或待机储备。平时只需一个单元工作，另一个单元是冗余的，用于待机备用。这种系统必须设置失效检测与转换装置，不断检测工作单元的工作状态，一旦发现失效就启动转换装置，用后备单元代替失效的工作单元。 3)采用诊断技术：诊断技术是用来取得有关产品中产生的失效(故障)类型和失效位置信息。它的任务有两个；一是出现故障时，迅速确定故障的种类和位置，以便及时修复。二是在故障尚未发生时，确定产品中有关元器件距离极限状态的程度，查明产品工作能力下降的原因，以便采取维护措施或进行自动调整，防止发生故障。 诊断的过程是；首先对诊断对象进行特定的测试，取得诊断信号(输出参数)，再从诊断信号中分离出能表征故障种类和位置的异常性信号，即症兆；最后将症兆与标准数据相比较，确定故障的种类和故障位置。 测试；通常有两种测试，一是在故障出现之后，为了迅速确定故障的种类和位置，对诊断对象进行的试验性测试，这时诊断对象处于非工作状态，这种情况称为诊断测试；二是在故障发生之前，诊断对象处于工作状态，为了预测故障或及时发现故障而进行的在线测试，这种情况称为故障监测。 症兆：症兆是有助于判断故障种类和故障位置的异常性诊