民航飞机航电设备故障检测与诊断：故障树诊断方法PPT教学课件.pptx

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故障树分析（FaultTreeAnalysis，FTA）是分析航电设备系统可靠性和安全性的一种重要

方法。可以用它来分析系统故障产生的原因，计算系统各单元的可靠度，以及对整个系统的影响，从而搜寻薄弱环节，明确设备维修主检查方向和重点诊断目标。由于故障树兼顾了基于规则和基于定量模型诊断的优点，它为航电设备故障搜寻提供了一种有效的途径。;

6.1故障树概述

6.2故障树定性分析与定量分析

6.3基于故障树的机载镉镍蓄电池故障检测

6.4基于故障树的航空磁电机故障检测

6.5本章小结;

6.1

故障树概述;

故障树概述

故障树（FaultTree，FT）模型是一个基于研究对象结构、功能特征的行为模型，是一种定性的因果

模型，以系统最不希望事件为顶事件，以可能导致顶事件发生的其他事件为中间事件和底事件，并用逻辑门表示事件之间关联的一种倒树状结构的逻辑图。

故障树分析（FTA）不仅能分析设备硬件的影响，还能分析人为因素、环境因素及软件的影响；不仅能反映单元故障对设备的影响，而且能反映几个单元故障组合对设备的影响，还能把这种影响的中间过程用故障树表示出来。

构建故障树时，通常使用事件符号和逻辑门符号。表6.1列举了故障树中各种符号的名称及其意义。;

序号;

④如此逐级向下发展，直到最低一级原因事件为不能再分的底亊件为止，这样便建造出一棵以给定顶事;

三是采用故障树算法（上行法或

下行法）对故障树处理，得到故障树全部最小割集。;;;

6.2

故障树定性分

析与定量分析;

设顶事件θ也仅取0或1

两种状态，0表示顶事件的正常状态变量，1表示顶事件的故障状态变量。;

与门结构函数

θ(x)=?ni=1xi=min(x1，x2，?xn)（6.1）

式（6.1）的工程意义在于，当全部底事件（元器件或部件）发生故障时，即xi(i=

1,2,?,n)都取值为1时，则顶事件才发生（设备发生故障，θ(x)=1）。与门结构函数对应的故障树如图6.1（a）所示。

或门结构函数

θ(x)=1—?

式（6.2）的工程意义在于，当系统中任一底事件（元器件或部件）发生故障时，即任一个

xi(i=1,2,?,n)取值为1时，则顶事件发生（设备发生故障，θ(x)=1）。或门结构函数对应的故障树如图6.1（b）所示。;

（a）与门（b）或门

图6.1不同结构的故障树;

对一般的故障树，可以先写出结构函数，

然后利用逻辑代数运算规则和逻辑门等效变换规则，获得相应简化的故障树。对于图6.2所示的故障树，其结构函数可简化表示为式（6.3），对应的真值表如表6.2所示。

θ(X)=A+B+C=x1+x2D+x5E

=x1+x2(x3+x4)+x5(x3+F)

;

x1;;;

分析步骤序号;

步骤1：顶事件为T；;

②上行法。

上行法是从底事件开始，自下而上逐步进行事件的集合运算。将或门输出事件表示为输出事件的并（布尔和），将与门事件表示为输入事件的交（布尔积）。这样向上层层代入，最后按布尔代数吸收律和等幂律来化简，将顶事件表示为底事件若干积项之和的最简式，其中每一项对应于故障树的一个最小割集，全部积项即是故障树的所有最小割集。;;

逻辑计算得到：T=x1U(x2∩x3)U(x2∩x4)U(x3∩x5)U(x4∩x5∩x6)

得到全部最小割集{x1}、{x2x3}、{x2x4}、{x3x5}、{x4x5x6}，在求出故障树最小割集后，

可将故障树简化为顶事件与最小割集的逻辑或关系。图6.2故障树可直接简化为图6.3形式。;;

假设三个底事件x11、x21、x31发生故障概率分别为Px11、Px21、Px31，这三个底事件通过逻

辑或门构成中间事件T1，则该中间事件发生故障的概率可简化计算为

PT1=1—(1—PX11)(1—PX21)(1—PX31)（6.4）

假设三个底事件x11、x21、x31发生故障概率依旧是Px11、Px21、Px31，这三个底事件通过逻

辑与门构成中间事件T2，则该中间事件发生故障的概率可简化计算为

PT2=