基于多故障狀態(tài)空間分析的航電系統(tǒng)安全性研究.pdf

1、近年來(lái)，航空電子系統(tǒng)向著開(kāi)放式、綜合化、模塊化方向發(fā)展，其復(fù)雜程度越來(lái)越高，使得系統(tǒng)的安全性分析更為困難。為規(guī)避多故障和關(guān)聯(lián)故障等風(fēng)險(xiǎn)，航空電子系統(tǒng)普遍采用了動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)，即基于系統(tǒng)功能冗余，利用系統(tǒng)構(gòu)型變化，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)且主動(dòng)的容錯(cuò)控制的技術(shù)，這導(dǎo)致了傳統(tǒng)的單一故障狀態(tài)空間下的靜態(tài)故障分析技術(shù)不再完全適用于新一代航空電子系統(tǒng)的安全機(jī)理分析。
　　本文在深入研究系統(tǒng)安全性基礎(chǔ)理論和技術(shù)的前提下，針對(duì)動(dòng)態(tài)重構(gòu)特性給航電系統(tǒng)帶來(lái)的多故障狀

2、態(tài)空間下的安全性分析問(wèn)題，圍繞故障分析表格的自動(dòng)化生成方法、安全性分析概率數(shù)據(jù)的獲取方法，以及重構(gòu)策略質(zhì)量的分析與評(píng)價(jià)方法展開(kāi)研究，主要工作包括：
　　1.針對(duì)一類(lèi)模塊化動(dòng)態(tài)重構(gòu)的航電系統(tǒng)，給出一種系統(tǒng)框圖抽象方法，直觀且如實(shí)地描繪出系統(tǒng)的組成模塊、容錯(cuò)行為方式，以及容錯(cuò)行為導(dǎo)致的模塊間的關(guān)聯(lián)；然后對(duì)該系統(tǒng)框圖包含的信息進(jìn)行數(shù)學(xué)抽象，定義了故障關(guān)系矩陣，實(shí)現(xiàn)了由系統(tǒng)框圖到數(shù)學(xué)表達(dá)式的轉(zhuǎn)換；進(jìn)而以該故障關(guān)系矩陣為基礎(chǔ)，提出一種基于故

3、障關(guān)系矩陣的故障分析表格自動(dòng)化生成方法。該方法實(shí)現(xiàn)了多故障狀態(tài)空間分析表格的自動(dòng)化生成，提高了故障分析的效率，避免了因人為因素造成的錯(cuò)誤，并為下一步的安全性分析提供支持和數(shù)據(jù)保障。
　　2.針對(duì)采用馬爾可夫(Markov)分析獲取概率數(shù)據(jù)具有的狀態(tài)空間爆炸問(wèn)題，給出一種基于狀態(tài)流（Stateflow，即有限狀態(tài)機(jī)加流程圖）的數(shù)據(jù)獲取方法。該方法跳過(guò)了計(jì)算系統(tǒng)狀態(tài)概率的環(huán)節(jié)，而直接獲取進(jìn)行重構(gòu)策略質(zhì)量分析與評(píng)價(jià)時(shí)所需的概率數(shù)據(jù)，從而

4、規(guī)避了狀態(tài)空間爆炸問(wèn)題的產(chǎn)生，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了與表格分析環(huán)節(jié)的解耦，不再需要表格數(shù)據(jù)結(jié)果的支持，避免了因表格數(shù)據(jù)錯(cuò)誤而導(dǎo)致的誤差傳播。
　　3.在已有的基于失效比例的分析與評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)上，給出一種基于安全概率的分析與評(píng)價(jià)方法，對(duì)航電系統(tǒng)的重構(gòu)策略質(zhì)量進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。該方法在評(píng)價(jià)式中不僅考慮了失效比例的作用，而且將整個(gè)壽命周期內(nèi)重構(gòu)策略下的系統(tǒng)安全概率考慮進(jìn)去，因此能更加全面地評(píng)價(jià)重構(gòu)策略在系統(tǒng)安全性上的貢獻(xiàn)。
　　4.在以上研