[发明专利]防冰引气系统温度故障下获得可靠性灵敏度方法

摘要

本发明涉及一种防冰引气系统温度故障下获得可靠性灵敏度方法，采用系统参数概率模型处理系统的输入参数和系统参数的随机不确定性，并采用响应面法拟合系统输出响应与系统参数间的函数表达式，减少了系统参数的不确定性对系统可靠性的影响；子集模拟可靠性分析方法不仅能在较少的抽样次数下满足精度要求，而且离散程度较小、收敛速度更快；可靠性灵敏度分析法计算得到系统参数对系统整体可靠性的影响程度，为系统可靠性优化设计确定最优解提供方向。

主权项

一种防冰引气系统温度故障下获得可靠性灵敏度方法，其特征在于步骤如下：步骤1：采用有限的试验，得到系统参数x＝(T₀,P₀,D,δ,l,f,r)和系统温度输出响应值T(x)的实验值，其中T₀和P₀分别为引气系统入口温度和压力，D、δ、l、f和r分别为引气系统管道的半径、厚度、长度、相对粗糙度和泄漏半径，根据系统参数x＝(T₀,P₀,D,δ,l,f,r)的均值、标准差和变异系数，采用不含交叉项的二次响应面法拟合系统温度输出响应值与系统参数x间的函数关系式$\begin{array}{c}\hat{T}\left(x\right)=1275.28-3.37\×T_0+2.23\×P_0-3.70\×D-3.14\×\mathrm{\δ}+53.92\×l-3030.20\×f-15.84\×r+0.00335\×{T_0}^2-\\ 0.0413\×P_0^2+0.2839\×D^2-2.38\×{\mathrm{\δ}}^2-12.07\×l^2+3.204\×f^2-68.33\×r^2\end{array}$并用残差分析法分析拟合函数关系式与实验得到的引气系统出口温度响应T(x)的拟合精度；步骤2：由引气系统出口响应的边界条件T_(lo_w)≤T(x)≤T_(up)以及拟合得到的函数关系式根据防冰引气系统工作原理建立引气系统的可靠性功能函数g(x)：高温故障下：低温故障下：其中，T_(up)、T_(low)分别为引气系统出口温度容许的上限值和下限值；步骤3：根据可靠性功能函数g(x)，采用子集模拟法建立引气系统的功能可靠性分析模型，对防冰引气系统进行可靠性分析得到系统的失效概率：P_f＝∫…∫_g(x)＜0f_x(x)dx其中，f_x(x)是系统参数x＝(T₀,P₀,D,δ,l,f,r)的联合概率密度函数；步骤4：根据失效概率P_f计算系统参数的可靠性灵敏度：$\frac{\∂P_f}{\∂{\mathrm{\θ}}_{x_i}}=\∫\mathrm{...}{\∫}_{g\left(x\right)\<0}\frac{\∂f_x\left(x\right)}{\∂{\mathrm{\θ}}_{x_i}}dx$其中，为第i个随机变量的分布参数，i＝1,2,…,7，包括均值和标准差