在汽轮机发电过程中,依靠调节系统调节发电机的功率与转速。数字电液调节系统(DEH)是汽轮机发电机组普遍使用的调节系统,它通过改变汽阀开度而改变汽轮机进汽量,使发电机转速与功率得到调节。阀位控制卡是DEH系统的核心,它是一个伺服控制卡件。若阀位控制卡在机组运行过程发生死机、断线、输出错误等失效,将会极大的降低了DEH系统的可靠性,也会带来安全隐患和经济损失,这与DEH系统日益依赖的高可靠性需求相悖。本文通过研究DEH系统中的阀位控制卡的冗余设计及其可靠性分析,达到提高了其可靠性的目的。文中应用热备冗余的策略,使两块阀位控制卡同时运行。设计了在发生主卡失效时,备卡主动接替工作的切换过程。并根据实际工作需求设计了过度的切换策略。同时文中也应用可靠性理论对所设计的冗余阀位控制卡进行了可靠性分析计算,并以试验的方式验证了冗余阀位控制卡模块之间的切换功能。本文第一章介绍了冗余可靠性理论与阀位控制卡的应用背景。第二章阐述了阀位控制卡结构的冗余设计与切换策略。第三章针对冗余设计的阀位控制卡展开可靠性计算、失效模式分析。第四章在仿真软件中研究了冗余阀位控制卡的切换过程对其性能的影响。第五章搭建冗余阀位控制卡的试验平台,并设计试验对冗余切换功能进行验证。第六章是本文的结论与展望。综上,本文立足于冗余的设计方法,给出冗余阀位控制卡的设计方案,对其可靠性与失效模式进行了分析,同时通过仿真和试验手段测试其性能。经过理论与试验的验证,达到了通过冗余设计阀位控制卡的方式提高DEH系统可靠性的目的。