并联、层次型串—并联和桥式网络系统的可靠性优化及其仿真

【摘要】本文给出了实际工程中常见的三种系统：并联系统、层次型串—并联系统和桥式网络系统,建立了并联冗余系统的预防维修优化模型,以及串—并联系统和桥式网络系统的可靠性分配优化模型,最后利用LINGO和MATLAB遗传算法对其进行优化和仿真,为实际工程中的常见系统的可靠性优化问题提供了设计方法。第二章给出了并联冗余系统,引入带有役龄回退因子和故障率递增因子的混合故障率,建立了分别以可靠度最大和费用最小的两种预防维修优化模型。最后结合所建立的模型给出例子,利用MATLAB遗传算法对系统的预防维修策略进行优化和仿真,通过实例验证了该模型的正确性。第三章给出了层次型串—并联结构系统,对子系统进行冗余设计,建立了可靠度优化模型,最后给出一算例,用LINGO对其进行编程求解研究,得到了最优的冗余个数。通过实例可以验证,LINGO软件在解决可靠性优化中的非线性规划问题时,具有编程高效,简便和有效的特点,对实际问题中简单的可靠性工程设计优化提供了一个快速的解决方案。第四章在第三章的基础上,针对桥式网络系统,对子系统可靠度和冗余数同时进行设计,这是一类含有非线性连续变量和离散变量的混合问题,建立带有可选设计的可靠度优化模型。将MATLAB遗传算法应用于桥式网络系统可靠度和冗余数的最优分配问题中进行求解,为实际问题中的网络系统提供了设计方法,最后通过算例结果验证了该模型的有效性和实用性。最后,对本文所做的研究工作进行了小结并对进一步的深入研究进行了展望。
【作者】李丹丹；
【导师】张民悦；
【作者基本信息】兰州理工大学，运筹学与控制论，2014，硕士
【关键词】预防维修；可靠度；冗余度；非线性规划；遗传算法；LINGO；

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