题目：基于模糊理论的舵机寿命分析 与试验技术研究

舵机作为飞行控制系统的重要组成部分，其可靠性的优劣与寿命的长短直接影响着飞机的飞行品质及服役寿命。而作为电传飞行控制系统的核心组成部分，电液舵机更是被广泛地应用于各种飞行器上。

对于一个机、电、液一体化的复杂系统而言，电液舵机具有多指标、多层次、多关联的特点，在对其进行可靠性和寿命统计分析中，其信息存在动态、多关联、不完备、不确定性等特点，因此其寿命分析、评估、试验验证方法是舵机寿命研究的重点和难点。对此，本论文以“基于模糊理论的舵机寿命分析与试验技术研究”为主题，开展相应的研究工作如下：

1.        在广泛搜集舵机资料的基础上，利用常规的故障分析方法对舵机系统进行了初步分析。在研究舵机的种类、组成特点、功能、主要技术指标及其使用特点的基础上，确立了电液舵机作为研究对象，分析了其常见故障及寿命影响因素；通过传统故障模式和影响分析的方法确定了舵机系统中重要的故障模式，进而分析得到影响这些故障模式的主要故障机理为磨损、疲劳及老化；同时对影响舵机寿命的因素进行分析，获得影响舵机寿命的重要应力。

2.        针对舵机故障机理影响因素众多、复杂且具有模糊性的问题，以舵机分析结果为基础，利用模糊理论对复杂、模糊、多关联的故障机理进行描述。为了克服FMECA无法对严酷度，发生概率和检测难易程度进行权重分配及部分情况下无法进行排序的缺点，将模糊综合评判方法与经典的FMECA方法相结合，利用模糊概念对各因素及其复杂的关系进行统一规划，提出一套故障机理的评判准则，并将这种方法应用于舵机系统及其重要组件的故障模式、影响以及危害度等级的分析中，以电液舵机中的重要部件电液伺服阀为例，给出了各故障机理的影响程度定量分析结果。同时，利用模糊综合评判的方法构建了一套对影响舵机系统的敏感应力进行分析的评判方法，在获得故障机理研究结果的基础上，对舵机系统的敏感应力进行了分析。

3.        针对舵机故障树分析过程中存在的数据具有不同的形式（如有精确概率值、模糊概率值、语言描述值等），定性信息和定量信息并存，很难将各类寿命息进行统一描述等问题。采用模糊故障树的方法对其进行分析，利用模糊数学理论，对所有信息进行模糊化处理，将各种类型的数据归一化为模糊数，进而通过模糊运算完成故障树分析。利用这种模糊故障树的方法对本文研究的某型舵机开展故障树分析，建立相关的故障树、用模糊数学描述各底事件及其关系，通过深入分析获得该舵机系统的关键器件及舵机系统失效的概率值。

4.        针对舵机系统及其元件状态变化过程中相邻状态间具有模糊性，判定性能的好或坏具有一定的模糊性，而传统的二值状态和统计方法并不能很好解决此类模糊性等问题，利用模糊理论来刻画其失效阈值的方法，可以描述状态变化过程中的模糊性问题，为后续的舵机试验方案设计及寿命评估工作提供理论支持。同时针对舵机系统的多参数影响等问题，结合模糊综合评判理论，对综合评估舵机多参数数据的方法进行研究，进而实现舵机多参数信息的有效综合利用。

5.        针对舵机的耗损型的故障机理，如磨损、老化等，进行了加速退化试验设计及实施方法研究。在传统加速退化试验优化设计方法的基础上，针对舵机系统优化设计的目标值、优化设计的约束以及优化设计方案的确定等方面都具有模糊的特点，对基于模糊理论的舵机ADT优化设计方法进行了研究，给出了模糊目标值、模糊约束值及方案确定的模糊描述方法，并给出模糊优化设计的具体流程。同时通过对舵机系统的研究及作者多年来的试验经验，研究舵机加速退化试验的实施方法，给出其基本内容及合理步骤。在上述研究的基础上，以舵机的关键器件为研究对象，对其进行寿命试验设计和寿命评估，通过试验数据分析研究其寿命特点，评估得到其寿命和可靠性。

综上所述，本论文基于模糊理论对舵机寿命分析与试验技术进行了研究，提出了舵机的模糊寿命分析方法、模糊评估方法及加速退化试验模糊优化设计方法，对舵机的故障模式、故障机理及敏感应力进行了深入的研究，构建了舵机的故障树并对其进行了分析，针对舵机关键组件开展了加速退化试验并评估得到其寿命，因而本论文的研究可为同类产品寿命研究提供方法借鉴，具有理论及工程应用价值。