發(fā)布時(shí)間：2017-09-05 18:37

  本文關(guān)鍵詞：狀態(tài)事件故障樹(shù)的建模與分析方法研究

  更多相關(guān)文章： 軟件控制系統(tǒng) 狀態(tài)事件故障樹(shù) 可靠性 定量計(jì)算 最小割集序列

【摘要】：隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步,在安全性及可靠性至關(guān)重要的領(lǐng)域(如航空電子、汽車(chē)、鐵路、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域),越來(lái)越多的機(jī)械及電氣組件被軟件控制系統(tǒng)(也稱嵌入式系統(tǒng))所替代。傳統(tǒng)的可靠性建模分析方法(如故障樹(shù)分析方法)應(yīng)用于軟件控制系統(tǒng)時(shí),在持續(xù)時(shí)延、事件序列以及不同組件狀態(tài)間相互依賴特性的處理上,建模能力就會(huì)略顯不足。為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)建模方法的缺陷,德國(guó)的Bernhard Kaiser等人提出了一種新的基于狀態(tài)建模機(jī)制和故障樹(shù)建模機(jī)制的建模模型——狀態(tài)事件故障樹(shù)。然而,狀態(tài)事件故障樹(shù)至今還沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用,究其原因,主要因?yàn)榛跔顟B(tài)事件故障樹(shù)的建模案例不夠完善,相關(guān)的分析方法(包括模型的定性和定量分析)還不夠成熟。因此,本文主要針對(duì)狀態(tài)事件故障樹(shù)建模與分析方法進(jìn)行了相關(guān)研究。首先,從狀態(tài)事件故障樹(shù)建模能力入手,以航電網(wǎng)絡(luò)為例,針對(duì)其特點(diǎn)及運(yùn)行機(jī)制,建立了對(duì)應(yīng)的航空電子全雙工交換式以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)完整可靠性的狀態(tài)事件故障樹(shù)模型,展示了狀態(tài)事件故障樹(shù)模型在組件狀態(tài)依賴特性的描述能力上的優(yōu)勢(shì)以及在系統(tǒng)組件可拓展性上的優(yōu)勢(shì)。其次,從狀態(tài)事件故障樹(shù)化簡(jiǎn)方法入手,基于衛(wèi)式接口自動(dòng)機(jī)能夠合并簡(jiǎn)化的特點(diǎn),結(jié)合狀態(tài)事件故障樹(shù)模型的語(yǔ)義規(guī)范,對(duì)衛(wèi)式接口自動(dòng)機(jī)進(jìn)行了拓展,給出了拓展衛(wèi)式接口自動(dòng)機(jī)的語(yǔ)義。設(shè)計(jì)了狀態(tài)事件故障樹(shù)模型到拓展衛(wèi)式接口自動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)換規(guī)則,并改進(jìn)了衛(wèi)式接口自動(dòng)機(jī)的合并算法。給出了狀態(tài)事件故障樹(shù)等價(jià)計(jì)算模型的簡(jiǎn)化步驟,通過(guò)實(shí)例的化簡(jiǎn)前后的計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了簡(jiǎn)化方法的正確性并通過(guò)化簡(jiǎn)前后的模型狀態(tài)空間對(duì)比展示了化簡(jiǎn)方法的有效性。此外,文章還在狀態(tài)事件故障樹(shù)最小割集序列生成方法的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了其最小割集序列的定量計(jì)算方法。根據(jù)有色Petri網(wǎng)中托肯能夠傳遞屬性的特性,設(shè)計(jì)了狀態(tài)事件故障樹(shù)到有色Petri網(wǎng)的語(yǔ)義轉(zhuǎn)換規(guī)則,通過(guò)語(yǔ)義裝換規(guī)則,能夠在有色Petri網(wǎng)中體現(xiàn)原始故障在系統(tǒng)中的傳遞及轉(zhuǎn)移情況。最后根據(jù)有色Petri網(wǎng)中對(duì)應(yīng)系統(tǒng)故障的狀態(tài)庫(kù)所中的托肯屬性即可表現(xiàn)系統(tǒng)故障的根本原因。對(duì)不同托肯屬性所對(duì)應(yīng)的故障狀態(tài)概率進(jìn)行計(jì)算,便能夠得到每條最小割集序列造成系統(tǒng)故障的概率值。最后以火災(zāi)保護(hù)系統(tǒng)為應(yīng)用背景,通過(guò)實(shí)驗(yàn)計(jì)算了系統(tǒng)每條最小割集序列對(duì)系統(tǒng)故障的影響程度,根據(jù)計(jì)算結(jié)果便能夠優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
【關(guān)鍵詞】：軟件控制系統(tǒng) 狀態(tài)事件故障樹(shù) 可靠性 定量計(jì)算 最小割集序列
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP301.1;TP368.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號(hào)對(duì)照表11-12
• 縮略語(yǔ)對(duì)照表12-15
• 第一章 緒論15-19
• 1.1 研究背景及意義15-16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 論文主要內(nèi)容和創(chuàng)新17-19
• 第二章 基礎(chǔ)知識(shí)介紹19-27
• 2.1 AFDX網(wǎng)絡(luò)及其可靠性19-20
• 2.2 故障樹(shù)建模理論20-22
• 2.2.1 傳統(tǒng)故障樹(shù)20-21
• 2.2.2 組件故障樹(shù)21-22
• 2.3 Petri網(wǎng)建模理論22-25
• 2.3.1 基本Petri網(wǎng)22-23
• 2.3.2 隨機(jī)Petri網(wǎng)23-24
• 2.3.3 有色Petri網(wǎng)24-25
• 2.4 Petri網(wǎng)分析工具TimeNET25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 AFDX網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)事件故障樹(shù)模型27-37
• 3.1 AFDX網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程27-28
• 3.2 狀態(tài)事件故障樹(shù)的可靠性分析方法28-32
• 3.2.1 狀態(tài)事件故障樹(shù)的簡(jiǎn)介28-30
• 3.2.2 狀態(tài)事件故障樹(shù)的分析方法30-32
• 3.3 AFDX網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)完整可靠性建模32-36
• 3.3.1 AFDX網(wǎng)絡(luò)的丟幀情況分析32-34
• 3.3.2 AFDX網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)完整可靠性的狀態(tài)事件故障樹(shù)模型34-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第四章 基于接口自動(dòng)機(jī)的狀態(tài)事件故障樹(shù)化簡(jiǎn)方法37-53
• 4.1 接口自動(dòng)機(jī)模型形式化定義37-38
• 4.2 改進(jìn)的拓展衛(wèi)式接口自動(dòng)機(jī)模型形式化定義38-40
• 4.3 狀態(tài)事件故障樹(shù)中組件與拓展衛(wèi)式接口自動(dòng)機(jī)之間的轉(zhuǎn)化規(guī)則40-41
• 4.4 改進(jìn)的狀態(tài)事件故障樹(shù)簡(jiǎn)化方法41-45
• 4.4.1 改進(jìn)的拓展衛(wèi)式接口自動(dòng)機(jī)的合并算法42-44
• 4.4.2 狀態(tài)事件故障樹(shù)的簡(jiǎn)化步驟44-45
• 4.5 狀態(tài)事件故障樹(shù)簡(jiǎn)化方法的實(shí)例仿真及驗(yàn)證45-52
• 4.6 本章小結(jié)52-53
• 第五章 狀態(tài)事件故障樹(shù)的最小割集序列分析53-69
• 5.1 狀態(tài)事件故障樹(shù)最小割集序列的定性分析53-57
• 5.1.1 狀態(tài)事件故障樹(shù)最小割集序列的生成方法53-54
• 5.1.2 狀態(tài)事件故障樹(shù)的最小割集序列求解實(shí)例54-57
• 5.2 狀態(tài)事件故障樹(shù)的有色Petri網(wǎng)等價(jià)轉(zhuǎn)換規(guī)則57-63
• 5.2.1 有色Petri分析工具TimeNET57-59
• 5.2.2 狀態(tài)事件故障樹(shù)到有色Petri網(wǎng)的語(yǔ)義轉(zhuǎn)換規(guī)則設(shè)計(jì)59-63
• 5.3 狀態(tài)事件故障樹(shù)最小割集序列的定量計(jì)算63-64
• 5.4 狀態(tài)事件故障樹(shù)最小割集序列計(jì)算的實(shí)例分析64-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-77
• 作者簡(jiǎn)介77-78

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 徐丙鳳;黃志球;胡軍;魏歐;肖芳雄;;一種狀態(tài)事件故障樹(shù)的定量分析方法[J];電子學(xué)報(bào);2013年08期

2 李碩;王學(xué)望;康銳;;面向完整性要求的航空電子全雙工交換式以太網(wǎng)可靠性評(píng)價(jià)參數(shù)研究[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2013年03期

3 徐田華;趙紅禮;唐濤;;基于有色Petri網(wǎng)的ETCS無(wú)線通信可靠性分析[J];鐵道學(xué)報(bào);2008年01期

4 林闖,曲揚(yáng),鄭波,田立勤;一種隨機(jī)Petri網(wǎng)性能等價(jià)化簡(jiǎn)與分析方法[J];電子學(xué)報(bào);2002年11期

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本文編號(hào)：799639