容错导航系统的可靠性分析
| 文献类型 | 学位 |
| 作者 | 王社伟[1] |
| 机构 | 北京航空航天大学 ↓ |
| 授予学位 | 博士 |
| 年度 | 1999 |
| 学位授予单位 | 北京航空航天大学 |
| 语言 | 中文 |
| 关键词 | 惯性导航;容错技术;可靠性评估;马尔可夫过程;半马尔可夫过程 |
| 摘要 | 该文主要研究了容错导航和控制系统的可靠性分析方法及应用的有关问题.控制系统的可靠性是指"产品在规定条件下和规定时间内,完成规定功能的能力".容错导航和控制系统的可靠性是其最重要的技术指标之一,导航和控制系统的可靠性直接影响到飞行器的可靠性和安全性.随着现代控制理论和计算机技术的发展,采用容错技术已成为提高导航和控制系统可靠性的有效手段.在导航和控制系统的设计过程中,采用容错技术的目的是提高容错导航和控制系统的可靠性.因此比较不同的容错设计方案、优化系统设计参数,并根据所确定的方案和参数对整个容错导航和控制系统的可靠性进行预报和评估就显得格外地重要.研究容错导航和控制系统可靠性的分析方法将为系统设计提供重要的理论依据.当采用容错技术以后,导航和控制系统的可靠性得到了提高,但与此同时,系统可靠性的计算却变得更加复杂了.在容错导航和控制系统的可靠性分析方面,该文主要包括:组合分析方法、Monte Carlo仿真方法、马尔可夫模型方法和半马尔可夫模型方法在容错导航和控制系统可靠性分析中的使用条件、范围和局限性;应用马尔可夫模型方法和半马尔可夫模型方法分析容错导航和控制系统可靠性分析的应用方面,主要讨论了冗余惯性敏感器结构配置的优化和故障检测门限的确定两个问题.在该文的第二章中,主要介绍了基于马尔可夫过程的容错导航和控制系统可靠性分析.讨论了在系统的可靠性分析过程中应用组合分析方法、Monte Carlo仿真方法和马尔可夫模型方法,以及应用这些方法的条件、适用范围和局限性;并以半八面体结构双轴四余度捷联惯性测量装置为例,通过利用马尔可夫模型方法,对容错导航系统可靠性的影响因素,如惯性敏感器的故障率、系统FDI的误警率、漏检率和误隔离率,系统任务时间以及系统其它部件(如电源、导航计算机等)的故障率等对容错导航系统可靠性的影响.在2.5节中的马尔可夫模型方法中,对马尔可夫模型方法的适用条件、系统状态的定义、初始状态的分布概率、状态转移概率矩阵的确定及状态分布概率的计算进行了详细地讨论.该文的第三章是容错导航和控制系统可靠性分析方法的化简.它主要分两部分,第一部分讨论了应用马尔可夫模型方法分析容错导航和控制系统可靠性时,系统马尔可夫可靠性模型的分解、合并及线性化的条件和方法,提出并利用数学归纳法证明了对分叉状态进行线性化的等效流程图.第二部分,针对容错导航系统的特殊性,提出了一种将组合分析方法和马尔可夫模型方法相结合的简化的可靠性分析方法,并以半八面体结构的双轴四余度捷联惯性测量装置的可靠性分析为例,比较了利用普通马尔可夫模型方法和上述简化的容错导航系统可靠性分析方法之间的差异.该文的第四章是基于半马尔可夫模型的系统可靠性分析.主要包括半马尔可夫链的基本理论及有关公式的推导,应用半马尔可夫模型分析容错导航和控制系统可靠性的方法条件;在确定容错导航和控制系统的FDI决策时间的概率密度函数(PMF)时,提出了应用二阶Erang分布来拟俣应用序贯概率比检验时的决策时间的PMF.在4.4节中,介绍了一种应用半马尔可夫过程极限定理近似计算半马尔可夫链状态分布概率的方法.该文的最后一章主要讨论了容错导航系统可靠性分析在系统设计参数确定上应用的两个问题-冗余惯性敏感器结构配置及故障检测门限的确定.在第5.2节中讨论了在冗余配置的捷联惯导系统中,通过系统状态测量特性和故障检测特性两项性能指标,对冗余惯性敏感器的结构配置进行优化.当系统的奇偶矩阵满足系统最优故障检测特性时,系统的故障检测漏检率最小,系统可靠性受漏检率的影响也最小.在第5.3节中,以五单轴陀螺沿锥体表面均匀安装的结构为例,讨论了冗余配置的惯性敏感器在利用广义似然比方法进行了FDI的时候,利用最小错误概率法和最大可靠性法进行多重故障检测门限值确定的问题. |
影响因子：
dc:title:容错导航系统的可靠性分析
dc:creator:王社伟
dc:date: publishDate:1753-01-01
dc:type:学位
dc:format: Media：北京航空航天大学
dc:identifier: LnterrelatedLiterature：北京航空航天大学.1999.
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