本文關(guān)鍵詞：基于擴(kuò)展故障樹的作戰(zhàn)系統(tǒng)故障模型研究及應(yīng)用

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【摘要】：隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,計算機(jī)軟件技術(shù)被廣泛應(yīng)用到國防建設(shè)的多個領(lǐng)域中,如航海、航空和航天等。作為軍事系統(tǒng)中重要組成部分之一的作戰(zhàn)系統(tǒng)也成為研究的重點(diǎn)。作戰(zhàn)系統(tǒng)能對戰(zhàn)場中的兵力信息和作戰(zhàn)信息進(jìn)行快速、有效的控制和指揮,在軍事戰(zhàn)場中的作用已經(jīng)越來越重要。但是在戰(zhàn)爭中,一旦作戰(zhàn)系統(tǒng)出現(xiàn)故障,整個戰(zhàn)場難以控制,造成重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此,作戰(zhàn)系統(tǒng)的故障建模與分析顯得極為重要,本文研究基于擴(kuò)展故障樹的作戰(zhàn)系統(tǒng)故障模型。首先,作戰(zhàn)系統(tǒng)作為實(shí)時控制系統(tǒng),在時間域內(nèi)處理復(fù)雜活動,故障描述都涉及到事件之間的時間因素,而傳統(tǒng)的故障樹不具備直觀描述這種時間因素的能力。提出基于擴(kuò)展類圖和活動圖的時間約束故障樹生成方法,在原有故障樹定義的基礎(chǔ)上增加了時間約束故障樹的語義描述,設(shè)計了擴(kuò)展類圖和活動圖到時間約束故障樹的轉(zhuǎn)換規(guī)則,基于轉(zhuǎn)換規(guī)則和時間提取規(guī)則設(shè)計擴(kuò)展故障樹生成算法,通過遍歷類圖和活動圖自頂向下生成帶時間約束的故障樹。該算法能夠解決傳統(tǒng)故障樹不能充分反映系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)故障以及不能描述時間約束行為的問題,并實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展故障樹的自動生成。其次,針對傳統(tǒng)故障樹不能分析故障傳播時間的問題,根據(jù)故障樹的擴(kuò)展語義提出了時間約束故障樹分析方法。給出了時間約束邏輯門和事件平均轉(zhuǎn)移率、輸入事件到輸出事件傳播率和到達(dá)率的計算方法。設(shè)計了故障樹基本事件和最小割集到達(dá)頂事件的傳播率和到達(dá)率的算法,該算法遍歷故障樹中每個節(jié)點(diǎn)獲得基本事件時間重要度和最小割集到達(dá)率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明提出的時序分析方法可以為故障診斷和預(yù)防提供理論基礎(chǔ)。然后,針對傳統(tǒng)故障樹模型模糊綜合評估中很少考慮專家評估的可信度問題。提出基于置信度的S型曲線模糊失效概率確定方法,引入專家權(quán)威性系數(shù)和一致性系數(shù)確定專家的置信度。運(yùn)用概率偏差方法求解S型曲線的可調(diào)參數(shù),基于可調(diào)參數(shù)和置信度來校準(zhǔn)故障樹基本事件的模糊失效概率,并對故障樹進(jìn)行定量模糊分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該模糊失效概率確定方法使基于不確定性條件下的故障診斷更符合客觀實(shí)際。最后,基于提出的擴(kuò)展故障樹生成方法和分析算法,設(shè)計與實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)展故障樹的構(gòu)建與分析系統(tǒng)。以反導(dǎo)作戰(zhàn)系統(tǒng)為例,構(gòu)建反導(dǎo)作戰(zhàn)系統(tǒng)的靜態(tài)組成類圖和時間約束活動圖,生成具有時間約束的擴(kuò)展故障樹,并進(jìn)行失效時間和失效概率的分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,提出的擴(kuò)展故障樹生成和分析方法能為反導(dǎo)作戰(zhàn)系統(tǒng)故障診斷和預(yù)防提供一種新的有效的途徑。
【關(guān)鍵詞】：類圖 活動圖 時間約束 故障樹 作戰(zhàn)系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP399-CB;E919
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-13
• 第一章 緒論13-18
• 1.1 課題研究背景及意義13
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 主要研究內(nèi)容和論文結(jié)構(gòu)安排16-18
• 第二章 故障樹構(gòu)建與分析方法概述18-25
• 2.1 故障樹的基本知識概述18-20
• 2.1.1 故障樹的基本定義和符號18
• 2.1.2 故障樹構(gòu)建的基本步驟18-20
• 2.2 故障樹分析方法概述20-24
• 2.2.1 故障樹的定性分析20-23
• 2.2.2 故障樹的定量分析23-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第三章 有時間約束的故障樹擴(kuò)展及自動生成方法25-41
• 3.1 帶有時間約束的擴(kuò)展故障樹描述25-27
• 3.2 帶有時間約束的活動圖和擴(kuò)展類圖語義描述27-31
• 3.2.1 擴(kuò)展時間約束活動圖27-29
• 3.2.2 擴(kuò)展類圖結(jié)構(gòu)與語義描述29-31
• 3.3 基于擴(kuò)展類圖和活動圖的時間約束故障樹模型自動生成算法31-36
• 3.3.1 類圖到故障樹模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則31-32
• 3.3.2 基于時間約束活動圖的時間約束故障樹的轉(zhuǎn)換32-34
• 3.3.3 類圖與活動圖到時間約束故障樹的生成算法34-36
• 3.4 反導(dǎo)作戰(zhàn)系統(tǒng)的時間約束故障樹生成案例分析36-40
• 3.4.1 反導(dǎo)作戰(zhàn)系統(tǒng)類圖和活動圖36-38
• 3.4.2 基于反導(dǎo)作戰(zhàn)活動圖生成時間約束故障樹38-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 擴(kuò)展故障樹的失效時間與概率的分析方法41-60
• 4.1 擴(kuò)展故障樹的失效時間分析41-49
• 4.1.1 帶有時間傳播率的故障樹分析41-44
• 4.1.2 基于時間約束的擴(kuò)展故障樹時間傳播率算法設(shè)計44-46
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析46-49
• 4.2 基于S型曲線的擴(kuò)展故障樹模糊失效概率分析49-59
• 4.2.1 基于權(quán)威性系數(shù)和意見一致性系數(shù)的專家置信度確定方法50-52
• 4.2.2 基于S型曲線的擬合求解模糊概率方法52-55
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析55-59
• 4.3 本章小結(jié)59-60
• 第五章 擴(kuò)展故障樹構(gòu)建分析系統(tǒng)及其應(yīng)用60-72
• 5.1 故障模型分析系統(tǒng)概述60-61
• 5.2 故障模型分析系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)61-68
• 5.2.1 故障模型分析系統(tǒng)功能模塊設(shè)計61-67
• 5.2.2 故障模型分析系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)67-68
• 5.3 故障模型分析系統(tǒng)在反導(dǎo)作戰(zhàn)任務(wù)中的應(yīng)用68-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-79
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的論文79

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本文編號：676193