收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高可靠实时多阶段系统可靠性分析

莫毓昌  
【摘要】: 随着微电子技术、信息技术、制造技术的迅猛发展,人类社会的各种关键应用领域(如航天运载、核能控制、武器装备、空间探测、电信交换、交通控制、医疗器械等)中逐渐涌现出一类复杂系统。这类系统有很高的实时性要求和可靠性要求;系统运行具有明显的阶段性;系统结构普遍采用分布式冗余机制从而具有动态可变的系统结构。本文把这类系统统称为高可靠实时多阶段系统(DEpendable Real-time Multiple-phased Systems, DERMS)。 在开发DERMS过程中,一个重要的步骤就是分析给定的系统设计是否满足预定的可靠性需求,即DERMS可靠性分析。针对DERMS可靠性分析国内外研究人员提出了两种方法:面向静态DERMS的故障树分析方法和面向动态DERMS的状态空间分析方法。通过对研究现状进行分析发现已有的研究并不成熟、系统,突出表现在:1)已有的基于BDD的故障树分析方法,系统BDD生成效率低;2)已有的基于随机过程的状态空间分析方法,只考虑了简单、小规模动态DERMS并没有考虑具有复杂行为的大规模动态DERMS。针对这两个问题本文进行了深入系统的研究。 针对静态DERMS组合系统故障树的BDD变量排序问题,论文给出了PDO排序策略、组合排序策略、一般排序策略和改进一般排序策略四类策略,并对各类策略的性能进行了细致的分析和比较,最后基于分支定界搜索给出了一个的策略选择方法。基于16个测试样本的实验数据表明,相关研究中普遍采用的后向PDO排序方法只能够以7/16的概率成为10种备选策略中的最优策略,并且没有一个排序方法能够以大于5/8的概率成为10种备选策略中的最优策略,所以本文给出的分支定界策略选择方法是一个很实用的策略选择方法。 针对静态DERMS组合系统故障树的BDD生成算法问题,论文从Zhang提出的PDO操作和PDOCombine算法入手,通过从扩大变量排序使用范围和提升运行性能这两个角度不断的对原始的PDOCombine算法进行改进从而获得了变量排序使用范围更广、性能更好的QuickPDOCombine算法。如对于一个较复杂的静态DERMS实例分析表明,虽然最终生成的系统BDD为155个节点但已有算法耗时近2分钟并且要求能够存储具有358,575个节点的中间BDD,而本文给出的算法耗时只需1.2秒并且只要求155个BDD节点的存储空间。 针对动态DERMS的阶段可靠性分析问题,论文重点给出了共享维修子系统、独立维修子系统和不可维修冗余子系统的可靠性分析方法。已有研究对于共享维修子系统的可靠性分析是基于MRGP过程的分析,本文在已有研究基础上简化了核心矩阵的推导方法和计算方法。已有研究对于独立维修子系统的可靠性分析都是假设维修活动是指数分布的Markov过程分析,针对实际维修活动通常是确定的或者一般性分布情况,本文推导了相应的组合分析公式。公式的组合性能够有效缓解了状态空间分析中存在的状态爆炸问题。 针对动态DERMS的系统可靠性分析问题。论文引入了阶段粘合剂—分支矩阵,并在阶段转换无记忆假设的基础上推导了系统任务可靠度的通用计算公式,提出了两种系统任务可靠度求解方法:解析式求解法和数值卷积积分求解法。通过案例分析表明,所给出的任务可靠度分析方法,在定制系统开发过程中可以用于验证和评估设计人员给出的设计;在通用系统开发过程中可以用于指导任务设计和选择。 综上所述,本文围绕DERMS可靠性分析问题,针对已有基于BDD的故障树分析方法和基于随机过程的状态空间分析方法的不足之处进行了系统研究,提出了新的高效算法和统一分析框架,使得这两种方法能够被有效的应用到实际的大规模复杂DERMS可靠性分析中去。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 苏永涛;仉俊峰;仉立军;;动态检测与容错机器人[J];东北林业大学学报;2007年06期
2 杨孟飞;;80系列容错存储器设计的一种方法及其可靠性分析[J];控制工程;1993年01期
3 陈筠;桑楠;熊光泽;;一种容错实时计算机体系结构的研究与实现[J];电子科技大学学报;2007年05期
4 刘竟成;张宇华;;非单调关联系统的可靠性分析[J];上海交通大学学报;1988年01期
5 刘华;一类数字容错系统的可靠性分析[J];数据通信;2003年05期
6 汪洲;金之俭;;基于故障树的高压空间电源可靠性研究[J];微计算机信息;2006年25期
7 张同号,孙有朝;共模故障分析[J];电子产品可靠性与环境试验;2005年04期
8 宋华,张洪钺,王行仁;T-S模糊故障树分析方法[J];控制与决策;2005年08期
9 王衍;张彪;张友鹏;周丽;;基于Markov model的容错计算机联锁系统可靠性分析[J];电气传动自动化;2007年02期
10 张枫;樊丁;;软件层非相似的双机容错系统可靠性分析[J];微处理机;2009年04期
11 吴慧伦;;数据传输终端设备的可靠性分析及设计[J];电子产品可靠性与环境试验;2009年S1期
12 金磊;工程系统的故障分析及诊断[J];自然杂志;1991年08期
13 刘凤生,曹贻群;远望1号(2号)测量船自动调节系统故障树分析[J];船舶;1995年04期
14 李亚萍;刘雪峰;周井泉;;一种改进的用于可靠性分析的神经网络的实现[J];电子质量;2007年08期
15 霍红霞;;基于二元决策图的事件树分析[J];电子工程师;2008年11期
16 高金钟;许风璋;黄祥瑞;;抄纸机供浆系统故障树分析[J];北京工商大学学报(自然科学版);1983年01期
17 潘之杰,刘竟成,邰亚传;非单调关联故障树定量分析的探讨[J];上海交通大学学报;1987年03期
18 刘佳佳;谷良贤;;FTA法在导弹武器系统分析中的应用[J];计算机仿真;2008年03期
19 陶勇剑;董德存;任鹏;;采用故障树分析诊断系统故障的改进方法[J];哈尔滨工业大学学报;2010年01期
20 文建国;孙作佩;陈争新;;基于故障树的蒙特卡罗仿真在可靠性评估中的应用[J];海军航空工程学院学报;2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 上官倩芡;朱庆春;赵静一;;10MN液压机液压缸系统的故障树分析[A];第一届全国流体动力及控制工程学术会议论文集[C];2000年
2 董浩然;林少芬;;液压柱塞泵故障树分析[A];2007年全国机械可靠性学术交流会论文集[C];2007年
3 翁梓华;;直升机旋翼系统可靠性分析[A];福建省科协第三届学术年会装备制造业专题学术年会论文集[C];2003年
4 王振庭;林少芬;徐轶群;;基于模糊故障树法的高压氢气储罐可靠性分析[A];2007年全国机械可靠性学术交流会论文集[C];2007年
5 张琴芳;李肇华;;秦山核电厂(一期)燃料厂房75吨桥式起重机可靠性分析[A];核工业第七届可靠性研究成果专刊论文集[C];2004年
6 岳小杰;王少萍;石健;;飞机机载机电系统可靠性的计算机辅助分析方法研究与实现[A];中国航空学会控制与应用第十二届学术年会论文集[C];2006年
7 刘建军;孙有朝;;功能危险分析在大型复杂系统中的应用[A];探索创新交流--中国航空学会青年科技论坛文集[C];2004年
8 仇永萍;宋明海;;UPM共因失效分析方法在系统可靠性分析中的应用[A];核工业第七届可靠性研究成果专刊论文集[C];2004年
9 谭元发;;108吨电动轮自卸车牵引系统的可靠性分析[A];数学及其应用文集——中南模糊数学和系统分会第三届年会论文集(下卷)[C];1995年
10 张大方;武连文;;多环系统的容错性与可靠性分析[A];1996年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1996年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 莫毓昌;高可靠实时多阶段系统可靠性分析[D];哈尔滨工业大学;2008年
2 李其;抽油杆表面裂纹及剩余寿命的可靠性研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
3 杨多和;可靠性分析在压电主动杆元桁架结构系统的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 刘东;空间信息处理系统可靠性设计与分析关键技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
5 庞煜;基于可能性理论和格论的系统可靠性分析[D];电子科技大学;2013年
6 安海;桁架结构系统可靠性分析方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 周双娥;实时分布容错系统的任务调度技术研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
8 何俐萍;基于可能性度量的机械系统可靠性分析和评价[D];大连理工大学;2010年
9 张志民;船首底部砰击强度的可靠性分析[D];哈尔滨工程大学;2001年
10 朱大奇;航空电子设备故障诊断技术研究[D];南京航空航天大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 严传龙;组合导航系统可靠性分析与研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
2 闫昆;低压成套开关设备的可靠性研究[D];河北工业大学;2007年
3 贾培英;铸件浸渗系统的研究与设计[D];天津大学;2007年
4 姚蔚华;分布式容错计算机余度管理技术研究[D];长安大学;2006年
5 史新林;全自动条干仪可靠性分析及优化设计[D];西安电子科技大学;2007年
6 陈红霞;以微机为基础的铁路信号设备可靠性设计与分析[D];西南交通大学;2005年
7 高顺川;动态故障树分析方法及其实现[D];国防科学技术大学;2005年
8 王永勤;TDS-11SA顶驱装置可靠性分析[D];中国石油大学;2009年
9 胡增强;基于系统分解与合成的故障树生成系统的开发[D];大连理工大学;2006年
10 边丽君;污水处理系统可靠性分析的研究[D];河北理工大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;新“芯”容错[N];网络世界;2006年
2 中国建设银行三峡分行 李亮元;RAID系统可靠性分析[N];计算机世界;2003年
3 李献;容错:降低服务器的应用门槛[N];计算机世界;2006年
4 石松;复杂机械装备可靠性设计与评估技术[N];科技日报;2007年
5 姜波;保障服务器数据安全[N];网络世界;2005年
6 王红英 宓利;计算机技术分析交易信号的可靠性分析[N];期货日报;2006年
7 刘学习;四核IA架构容错服务器登场[N];计算机世界;2007年
8 孙立力;挖掘潜在缺陷精度管理流程[N];中国质量报;2008年
9 任全彬 四院载人航天逃逸系统固体火箭发动机总设计师;发挥技术抓总优势[N];中国航天报;2009年
10 汪佩锋 王立强;大器安天下 共享NEC[N];中国贸易报;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978