基于动态故障树的可靠性研究

发布时间：2017-09-28 06:02

  本文关键词：基于动态故障树的可靠性研究

  更多相关文章： 动态故障树 多值决策图 AGREE 隐马尔科夫

【摘要】：动态故障树(DFT)定义了具有明确意义的图形表示符号,通过将系统结构建模为便于分析和研究的图形化模型,能直观展示系统的运行机理和故障过程,同时它综合了马尔科夫模型的特点,对具有动态特性的系统具有较好的建模能力。DFT本身并不具备实际分析能力,必须借助于其他分析方法。现有的基于DFT模型的处理一般采用模块化的方法,将系统模型划分为若干个子模型,然后单独处理,该方法有效地提高了模型的分析效率。因此,基于DFT模型的可靠性分析方法被广泛地应用于众多领域的可靠性分析。可靠性分析和可靠性分配是可靠性工程的2个重要内容,对系统可靠性评估和系统设计具有重要意义。针对现有分析存在的一些不足,本文主要做了以下研究:瞬时可用性作为系统可靠性能的最好度量方式,而现有的基于DFT模型的可靠性分析方法只能计算系统的稳态可靠性而无法计算瞬时可用性。针对上述情况,结合DFT直观、明了的建模优势以及隐马尔科夫内含的双重随机过程中的统计对应关系,设计了一种基于隐马尔科夫的DFT瞬时可用性分析方法。该方法利用外部观测序列预测系统最可能的内部状态转移路径,从而得到系统的瞬时可用性。将其应用到航空电子全双工交换式以太网,通过给定的观测序列,预测系统运行过程中最可能的故障转移序列,得到系统的瞬时可用度。合理的分配模型对系统的高可靠性设计具有重要的指导意义。现有的可靠性分配方法只能处理具有串并联结构和静态特性的系统的可靠性分配问题。AGREE分配法因符合实际的预想分配原则,成为被广泛应用的可靠性分配方法之一。本文结合DFT的建模优势以及AGREE的分配原则,给出了一种基于DFT模块化和改进的AGREE可靠性分配方法。将其应用于静态故障树和动态故障树模型实现可靠性分配,并证明了该方法可以解决任意结构系统的可靠性分配问题。多值决策图(MDD)能有效的缓解基于马尔科夫链的动态故障树分析中出现的状态爆炸问题,然而也带来了新的问题:构建DFT对应的MDD图需要确定的事件变量序列,而该变量序列直接影响着MDD图的规模,最差情况下达到指数级别。通过分析MDD求解动态故障树的特点,以及二值决策图中事件变量序列的影响因素,设计了一种改进的MDD动态变量序列方法。通过两个动态故障子树进行实例分析,实验结果证明该方法的正确性,并通过与原方法的比较证明本方法的有效性。
【关键词】：动态故障树 多值决策图 AGREE 隐马尔科夫
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O213.2
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-15
• 第一章 绪论15-21
• 1.1 研究背景15
• 1.2 可靠性理论及研究现状15-19
• 1.3 研究内容及意义19-21
• 第二章 可靠性相关理论21-31
• 2.1 动态故障树可靠性分析21-26
• 2.1.1 故障树相关理论及分析方法21-22
• 2.1.2 模块化方法22
• 2.1.3 基于BDD的静态子树分析22-23
• 2.1.4 基于Markov的动态子树分析23-26
• 2.2 可靠性分配26-28
• 2.2.1 可靠性分配原理及原则26-27
• 2.2.2 AGREE分配法27-28
• 2.3 MDD分析方法28-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第三章 基于HMM的DFT瞬时可用性建模分析及应用31-51
• 3.1 问题描述31-32
• 3.2 基于HMM的DFT瞬时可用性建模32-39
• 3.2.1 HMM模型及分析过程32-36
• 3.2.2 DFT逻辑门到HMM模型的转换规则36-38
• 3.2.3 基于HMM的DFT可用性计算38-39
• 3.3 基于HMM的AFDX瞬时可用性分析39-49
• 3.3.1 AFDX网络介绍分析及建模40-42
• 3.3.2 基于HMM的AFDX瞬时可用性分析42-48
• 3.3.3 实验分析48-49
• 3.4 本章小结49-51
• 第四章 基于DFT模块化和改进的AGREE可靠性分配51-63
• 4.1 基于DFT模块化和改进的AGREE法的可靠性分配方法简介51-53
• 4.2 基于DFT模块化和改进的AGREE法的可靠性分配方法53-56
• 4.2.1 动态故障树模型建立及模块化53
• 4.2.2 重要度参数计算53-54
• 4.2.3 改进的复杂度参数计算54-55
• 4.2.4 基于DFT模块化的AGREE分配法的分配系数55
• 4.2.5 基于最优化方法的改进AGREE法分配过程55-56
• 4.3 实验分析56-62
• 4.3.1 静态故障树分配案例57-60
• 4.3.2 动态故障树子树分配案例60-62
• 4.4 本章小结62-63
• 第五章 MDD动态变量排序方法研究63-73
• 5.1 多值决策图变量排序方法问题分析63-64
• 5.2 改进的MDD动态变量排序方法64-67
• 5.2.1 假设条件64-65
• 5.2.2 相关基本术语定义65
• 5.2.3 排序思想65-66
• 5.2.4 排序方法详细过程66-67
• 5.3 案例分析67-72
• 5.3.1 实例1分析67-71
• 5.3.2 实例2分析71-72
• 5.4 本章小结72-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 6.1 总结73-74
• 6.2 问题与展望74-75
• 参考文献75-79
• 致谢79-81
• 作者简介81-82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 李志博;于磊;侯雪梅;杜祝平;郭毅;;基于结构重要度的AGREE软件可靠性分配方法[J];计算机应用与软件;2014年12期

2 于敏;何正友;钱清泉;;基于Markov过程的硬/软件综合系统可靠性分析[J];电子学报;2010年02期

3 张锐;李波;;无人机系统可靠性分配方法[J];南京航空航天大学学报;2009年S1期

4 李春玲;;一种新的可靠性分配方法[J];电子产品可靠性与环境试验;2007年06期

5 赵辉;张春良;彭媛;;基于HMM的核动力旋转机械故障诊断的研究[J];噪声与振动控制;2007年06期

6 蒋乐天,徐国治,应忍冬,张昊;系统可靠性和可用性分析技术[J];电讯技术;2002年04期

7 徐仁佐,向剑文,肖英柏;面向多用户软件系统的可靠性分配的故障树分析法[J];小型微型计算机系统;2001年03期

8 徐勇,侯朝桢,杨国胜;系统可靠性分配的神经网络模型[J];系统工程与电子技术;2001年01期

，

本文编号：934165