基于贝叶斯网络的飞行控制系统安全性分析方法研究

摘要

安全性分析既是民用飞机研制过程中提高系统安全性水平的主要手段，也是重要的适航符合性验证方法。现代飞行控制系统自动化与集成化程度高、各单元间交联关系复杂，导致其故障表现出多状态特性，以故障树分析为代表的传统方法并不完全适用于多状态系统的安全性分析，本文分析了飞行控制系统典型部件的故障特性，给出了部件失效率预计方法，在此基础上提出了基于贝叶斯网络的飞行控制系统安全性分析方法。
　　对飞行控制系统典型子系统的故障特性与可靠性进行了研究，分析并确定了飞行控制系统典型子系统的故障特性，为具有多状态故障特性的典型子系统构建了可靠性模型，并利用通用生成函数对部件多状态故障特性进行了描述；对飞行控制系统部件失效率的预计方法进行了研究，分别针对电子、电气、机械等部件给出了相应的可靠性预计方法，基于该方法能够得到用于系统安全性分析的零部件基本失效率；对基于贝叶斯网络的系统概率安全性模型的构建进行了研究，根据系统与系统组成单元之间的状态关系，构建了基于贝叶斯网络的飞行控制系统多状态安全性模型；运用通用生成函数给出了贝叶斯网络非根节点的条件概率表，基于变量消元法提出了系统失效状态发生概率计算方法，推导了系统组成单元重要度算法，结合某型飞机副翼控制系统给出了应用实例。
　　本文针对具有多状态故障特性的现代飞行控制系统，提出了一种简洁直观的安全性评估方法，该方法能够有效评估飞行控制系统的安全性水平、并确定单元故障对系统安全性的影响，为现代飞行控制系统开展安全性分析与适航符合性验证提供了有效途径。

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注释表

缩略词

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.3 全文章节安排及内容

第二章 飞行控制系统典型子系统故障特性与可靠性分析

2.1 引言

2.2 执行机构的故障特性与可靠性分析

2.3 信息采集子系统的故障特性与可靠性分析

2.4 信息处理子系统故障特性与可靠性分析

2.5 本章小结

第三章 飞行控制系统部件失效率的预计方法研究

3.1 引言

3.2 执行机构的可靠性预计

3.3 信息采集与信息处理子系统的可靠性预计

3.4 本章小结

第四章 基于贝叶斯网络的系统概率安全性模型构建

4.1 引言

4.2 基于贝叶斯网络的系统概率安全性模型构建

4.3 基于贝叶斯网络的失效概率算法研究

4.4 某型飞机副翼操纵系统概率安全性分析

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

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