基于贝叶斯网络的飞行控制系统安全性分析方法研究

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1、中图分类号：N945.1论文编号：102870715-S052学科分类号：082304硕士学位论文基于贝叶斯网络的飞行控制系统安全性分析方法研究研究生姓名陈康学科、专业载运工具运用工程研究方向系统安全性分析指导教师陆中副教授南京航空航天大学研究生院民航学院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofCivilAviationResearchonSafetyAnalysisApproachofFlightControlSyst

2、embasedonBayesianNetworkAThesisinVehicleOperationEngineeringbyChenKangAdvisedbyProf.LuZhongSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为

3、获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文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

4、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

5、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。关键词：系统安全性评估，贝叶斯网络，飞行控制系统，通用生成函数，

6、多状态I基于贝叶斯网络的飞行控制系统安全性分析方法研究ABSTRACTSafetyanalysisisthemainmethodtoimprovethesystemsafetylevelintheprogressofcivilaircraftsystemdevelopment,isalsotheimportantairworthinesscomplianceverificationmethod.Theautomationandtheintegrationdegreeofmodernflightcontrolsystemishigh,a

7、ndthecross-linkedrelationshipbetweentheunitsiscomplex,leadingitsfailurewithmulti-stateproperty.ThetraditionalSafetyanalysisonthefaulttreeanalysismethodastherepresentativeisnotfullyapplicabletothemulti-statesystem.Thispaperanalyzesthefailurepropertyoftypicalcomponentsoft

8、heflightcontrolsystem;thepredictionmethodofcomponentfailuredataisgiven,onthisbasis,thesafetyanalysisapproachof