极端工况下煤矿液压支架电液控制系统可靠性建模

摘要

针对极端工况下煤矿液压支架电液控制系统可靠性不足的问题，从失效机理分析、动态建模、仿真验证、优化提升四方面来构建完整的研究体系。首先，利用故障模式与影响分析法确定高负载强冲击、煤尘污染、复合工况下电磁先导阀、传感器、控制器的主要失效机理，发现多应力耦合的协同破坏效应；其次，冲破传统恒定失效率假定，采用加速因子模型来表征工况应力对元件老化的加速作用，结合动态贝叶斯网络创建系统级可靠性模型，从而准确表现动态工况下可靠度演进的规律；之后，依照硬件在环的思想搭建半物理仿真测试系统，经由对比实验证实模型对于瞬时应力扰动的响应能力；最后，给出元件防护-系统架构-控制策略-运维管理四维可靠性改善策略，形成全链条改善方案。该研究成果为极端环境下的机电液一体化系统可靠性设计、优化提供了理论依据和工程参考，对降低系统故障率、保证综采工作面安全高效运行有重大意义。

关键词

液压支架 / 电液控制系统 / 极端工况 / 可靠性建模 / 动态贝叶斯网络 / 故障传播

基金资助

2024年度湖北省新工科实践教学建设项目（XGK03117）; 湖北本科高校省级教学改革研究项目（2025461）