多阶段任务系统可靠性并联冗余优化模型

多阶段任务系统是一类普遍存在的复杂系统,研究其可靠性冗余优化对于该类系统设计具有重要的参考价值。针对多阶段任务系统的可靠性并联冗余优化问题,提出了采用冗余故障树和冗余BDD来描述系统冗余结构的方法。给出了冗余模块在多阶段任务系统中的可靠度计算方法,建立了整个冗余多阶段任务系统可靠度计算模型。在此基础上以费用最小为目标,构建多阶段任务系统可靠性冗余优化模型,并应用微粒群算法对模型进行求解。算例验证了模型的合理性及算法的有效性。     

基于二元决策图的多阶段任务系统可靠性分析

分析了多阶段任务系统(PMS)可靠性分析中传统二元决策图(BDD)建模方法的不足,提出了一种将多阶段任务失效事件分解为互不相容的阶段失效事件,然后分别建立可靠性BDD模型的新方法。通过该方法建立的PMS可靠性BDD模型不但可以计算总体任务失效概率,同时也能计算任务在各阶段发生失效的概率。最后,给出了一个算例,验证了该算法的有效性。     

基于动态故障树的航空装备系统可靠性评估方法

为分析复杂航空装备系统的可靠性,提出了基于动态故障树的航空装备系统可靠性评估方法。在传统故障树基础上,引入动态逻辑门,构建系统的动态故障树模型。将动态故障树模块化为独立的静态子树和动态子树,并采用马尔科夫模型进行求解,通过综合分析得到系统失效的概率。运用构建的动态故障树模型,对航空电子系统的可靠性进行了分析和评估,验证了动态故障树用于航空装备系统可靠性评估的有效性和可行性。     

基于速度可控粒子群算法的航天测控系统任务可靠性分配

航天测控系统是一个典型的多阶段任务系统,讨论了可靠性分配时的约束条件和分配目标,构建了其任务可靠性分配模型,针对任务可靠性分配这类复杂的约束组合优化问题,提出了一种速度可控的粒子群优化算法.为克服粒子群算法的早熟问题,该算法引入了速度更新的方向控制规则和尺度控制规则用于增加群体的多样性,并根据两种控制规则,提出了种群粒子的速度更新策略.通过算例仿真,表明算法在用于航天测控系统任务可靠性分配问题时具有分配结果优、收敛速度快等优点.     

多阶段任务系统可靠性分析的ROBDD算法

针对Markov方法分析多阶段任务系统(Phased-Mission System,PMS)可靠性时的状态空间爆炸问题,基于层次化建模思想,建立了PMS任务可靠性的顶层系统二维决策图(Binary Decision Diagram,BDD)模型和底层部件Markov模型。通过分析BDD中的同构节点和冗余节点,提出顶层模型构造过程中的同构节点合并策略和冗余节点删除策略。利用上述节点压缩策略生成简化模型,提高模型构造和存储效率。基于PMS部件排序规则,给出了层次化模型的递归求解方法,该方法的计算复杂度与顶层模型中的节点总数呈线性关系。通过算例分析,对比采用节点压缩策略前后的模型节点数,以及层次化方法与Markov方法的计算结果,验证了简化层次模型的正确性和有效性。     

多阶段任务系统可靠性分析的二元决策图模型

为了实现计算机自动生成多阶段任务系统的二元决策图可靠性模型,提出了二元决策图可靠性建模的通用方法。定义了嵌套的二元决策图数据结构BDD_Element,给出了二元决策图模型的描述和存储方法,提出了与门、或门和k/n表决门向二元决策图模型的自动转化算法。给出了建立多阶段任务系统二元决策图可靠性模型的2个步骤:基于逻辑门转化算法,将部件逻辑关系结构函数转化为阶段二元决策图模型;基于二元决策图布尔操作规则整合阶段二元决策图模型。卫星姿态调整任务的可靠性分析表明:该方法可以有效应用于多阶段任务系统的可靠性分析。     

基于故障树和蒙特卡罗仿真的系统可靠性分析

分析传统可靠性分析方法存在的缺陷,以故障树结构函数为基础,建立系统可靠性仿真模型,再利用蒙特卡罗方法建立仿真求解流程,从而得到系统在规定任务时间内的可靠性指标。此方法简单易行,计算结果精度高,对系统的可靠性分析有重要意义。     

航天测控系统任务可靠性分析的EOOPN模型

提出了一种可用于航天测控系统任务可靠性分析的扩展面向对象Petri网（extend object-oriented Petri nets, EOOPN）模型,旨在对给定的航天测控方案进行可靠性评估分析。针对问题特点明确了OOPN扩展思路,给出了EOOPN模型的形式化定义、运行规则和建模步骤,模型通过引入公共库所、激发弧、消息变迁和消息处理函数等概念,体现了面向对象的思想,具有很好的层次性和模块性。所建立的EOOPN模型能够完整的描述航天测控系统的组成和任务特点。通过对算例模型仿真运行,表明实验结果具有良好收敛性,与Markov解析值对比误差在1%以内,从而验证了模型的有效性。     

C3I系统中基于Petri网的可靠性仿真建模

C3I系统是一个复杂的可修系统,采用通常的解析法和马尔科夫过程法难以求出C3I所需的可靠性参数.故障树能够很好的对复杂系统的故障发生进行定性的分析,而随机Petri网(SPN)能够描述复杂系统状态变化的动态过程,并且能够按照概率进行定量的计算.因此提出将故障树转换为随机Petri网,建立C3I系统的可靠性仿真模型,就可以对C3I系统的可靠性进行定量与定性相结合的仿真.最后建立了一个简单的防空C3I系统可靠性的随机Petri网模型,用Monte-Carlo法仿真验证了该方法的正确性.     

航空火箭弹研制和发射可靠性设计与分析

航空火箭弹研制和发射是一个较复杂的系统工程,针对航空火箭弹研制和发射进行了可靠性设计指标的分配与提取、可靠性设计时应遵循的原则、任务剖面失效模式影响的分析,对提高航空火箭弹可靠性的技术措施、可靠性模型和故障树的建立、可靠性设计与分析提出了其可靠性评估方法.     

航天测控通信系统可靠性分析的Krylov子空间投影算法

基于Markov模型对航天测控通信系统进行可靠性分析的过程中,若系统中测控通信设备数量较多,模型中的状态空间随设备数量呈指数增长,将会导致数值计算困难.提出了一种基于Krylov子空间技术的可靠性分析方法,将大规模问题投影至小规模子空间中,求得问题的近似解.实验结果证明,Krylov子空间方法的计算速度及精度优于Ross方法和前向Euler法(forward Euler method,FEM).     

航天测控调度问题的拉格朗日启发式算法

通过分析航天测控调度问题的测控需求,建立了航天测控调度0-1整数规划模型,运用拉格朗日松弛方法对模型中的任务约束和设备约束进行了松弛,运用次梯度优化算法求得了航天测控调度问题上界,同时得到了决策变量对应的拉格朗日权重,可以作为决策变量在最优解中是否被调度的启发式信息,对拉格朗日权重进行分析,提出了求解问题可行解的拉格朗日启发式算法。最后,通过对两个场景的试验分析验证了拉格朗日启发式算法所求可行解的优越性。     

时变结构多阶段任务系统的可靠度研究

大型复杂系统完成规定任务往往涉及多个阶段,并且在不同的任务阶段,系统通常由其各级子系统、单元以不同的功能组合形式构成,因而,其可靠性逻辑结构(框图)也随时间的改变而改变。当连续多阶段系统不能分阶段单独处理时,将引出所谓的时段延续相关性问题。本文重点研究了时变结构多阶段任务系统的时段延续相关性问题,对典型时变结构的可靠度进行了分析,提出了有效的解决方法并建立了相应的数学模型。研究成果已应用于某大型测控系统的可靠性分析任务中     

基于满意度的多阶段任务系统可靠性冗余优化模型

冗余技术是提高多阶段任务系统可靠性的有效方法,目前对多阶段任务系统可靠性冗余优化研究甚少。分析了静态多阶段任务系统的特征和可靠性计算模型;构建了可靠度、体积、质量和价格的满意度函数并确定各个满意度函数的影响因子;建立了基于综合满意度函数的静态多阶段任务系统可靠性冗余模型,并利用微粒群算法对模型进行求解。算例验证了模型的合理性及算法的有效性。     

Vague故障树的NMOHEMS机载单元模糊可靠性分析

分析了NMOHEMS机载单元进行可靠分析的重要性。概念设计阶段,故障树分析方法不能解决系统可靠性数据的模糊性和匮乏性问题,提出将Vague集理论和专家评估模式引入到故障树分析中,建立了系统的Vague模糊故障树。专家使用三角形Vague集评估底事件的模糊可靠性,评估过程中使用模糊隶属度区间而不是单变量隶属度描述事件的模糊性。最后,基于顶事件的发生概率和底事件模糊重要度的分析结果,提出了广义可靠性优化设计方案。设计结果表明:提出的方法提高了可靠性设计和分析的效率。     

基于多状态故障树的舰船装备可靠性分析方法

为分析舰船装备的系统和单元部件介于正常和故障之间的中间过渡状态,结合实际工作情况,提出了一种基于多状态故障树的可靠性分析方法。以舰船电力系统为例,将传统故障树模型的底层事件布尔单元改进为可维修的三态（正常、劳损降级和故障）单元部件;结合智能体董正琼技术建立该多状态故障树仿真模型,各事件之间的从属关系采用抽象映射进行描述;通过多次蒙特卡洛仿真运行,根据各底事件发生概率定量计算出电力系统的可靠度统计值为99.624%,在一定程度上验证了所提可靠性分析方法的可行性。     

基于模糊综合评价的海基测控系统综合效能评估

为有效评估海基测控系统的综合效能,首先分析了系统的测控性能特点,采用工作分解结构建立层次结构的评估指标体系,然后引入层次分析法确定指标权重并基于模糊综合评价法构建多级评估模型,最后结合测控任务实例分析并计算出综合效能值。仿真结果表明,该方法具有一定的有效性和实用性,可为海基测控设备的系统效能评估提供科学方法和合理的参考依据。     

飞行器试验多测控目标发射零点应急处理方法

飞行器飞行试验任务中,发射零点T0是整个测控系统启动运行的基准点,是保证测控系统有条不紊正常工作的关键因素。特别是执行多个测控目标连射飞行试验任务,多个发射零点的正确处理更是关乎试验任务的成败。在分析发射零点形成机制基础上,对发射零点在指控系统实时测控软件中的处理方法进行了研究,提出了一种实时测控软件重启后重新获得多测控目标正确发射零点的应急处理方法,解决了试验过程中一旦实时测控软件因重大软件故障导致初始发射零点丢失的问题,保障了试验任务的顺利进行。     

航天测控系统分层协调控制模型

针对大型航天测控系统的综合控制问题,依据航天测控系统的工作流程,参考分层递阶控制理论,设计了面向任务过程的分层协调控制结构;基于离散事件动态系统监控理论,采用逻辑层次的自动机建模方法,分别针对任务规划、过程协调、执行控制和系统监视建立各自的离散自动机控制模型。以简化的测控系统为例,验证了自动机控制模型的有效性,并基于分层协调控制结构描述了自动机模型的约束、输入输出关系。     

BFMS柔性制造系统可靠性研究

本文采用故障树分析法对BFMS的柔性制造系统的可靠性进行了分析研究。其目的在于:为系统的可靠性设计、评估及系统的运行建立基础。