题目：电传飞行控制系统的动态可靠性建模与仿真研究

 

飞行控制系统（Flight Control System，简称 FCS）是飞行器的核心部件，其可靠性高低直接关系到飞行器的飞行安全。电传飞行控制系统（Fly by Wire Flight Control System，简称 FBW FCS）是目前世界各国军用和民用飞机广泛采用的飞行控制系统形式。FBW FCS 多采用余度技术（Redundant Technology，简称 RT），通过余度配置和余度管理来提高系统可靠性。与此同时，RT 的应用也给电传飞行控制系统带来一些新的问题。尤其是组件具有的动态重组功能对飞行控制系统可靠性/安全性的影响随时间和系统内部的运行情况更加难以预测。传统可靠性理论多从静态角度研究系统可靠性，难以准确地评估系统动态变化过程中的可靠性。动态可靠性是对传统可靠性评估理论的扩充，强调故障传播过程中事件发生的顺序和时间、状态变量的失效标准和变迁率之间的关系、人因可靠性等。因此建立系统的动态可靠性/安全性模型更具实际意义。

本文针对电传飞行控制系统的工作特点，提出了广义随机分层Petri网，并确立了广义随机分层Petri用于电传飞行控制系统动态模型的建立。针对系统模块化特点，采用广义随机Petri网对分系统模块进行建模。随后针对模型，开展了仿真分析，完成的主要工作如下：

首先，通过研究系统故障行为特点和典型动态系统的行为特性，归纳出容错飞行控制系统的典型特性，总结了容错飞行控制系统的建模重点与难点。

其次，对Petri网模型进行简单介绍，根据Petri网的模块化和层次化特点，在此基础上提出广义随机分层Petri网，并将此种方法，用于具有容错特点系统的分模块化与层次化建模。

然后，基于直升机飞行控制系统的特点研究了共模分析方法。在共模定性分析的基础上结合IEC61508，归纳出共模定量分析的步骤。

最后，以某型直升机飞行控制系统为例，对本文提出的方法进行的验证。结果表明，该方法能够有效刻画出直升机飞行控制系统的工作流程特点，并输出可靠性指标。