基于元胞自动机的电路故障传播建模与应用研究

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1、东华大学硕士学位论文基于元胞自动机的电路故障传播建模与应用研究姓名：吴继梅申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：邵世煌20080101摘要基于元胞自动机的电路故障传播建模与应用研究在～些大规模复杂电路系统运行中，某个子电路或子电路组功能失效或产生故障后，由于电路间的耦合作用，可能会引起其它子电路或子电路组功能失效或故障，进而引发连锁反应，最终导致整个电路系统的功能失效与故障。这种电路故障的产生和传播过程具有一定的动态性、复杂性和不确定性等特征。本文采用元胞自动机研究电路故障的动态传播过程，将电路系统划分为多个子电路，构

2、建电路故障的元胞自动机模型，定义该模型的演化规则，研究电路故障的演化过程。本文的主要研究内容与创新如下：·提出了一种基于元胞自动机的电路故障传播模型，模拟大规模复杂电路系统的故障传播过程，并在仿真实验中分析了故障扰动、系统耦合度的大小对故障规模的影响，以及故障传播速度问题。·提出了一种基于元胞自动机的电路故障传播概率模型。该模型引大故障传播概率，用于研究子电路间故障传播的可能性，分析了复杂电路故障传播概率过程，展现了故障传播概率、故障扰动对故障规模的影响。·将基于元胞自动机的电路故障传播模型应用到网格电路中，研究摘要该电路故障的元胞自

3、动机模型，及其按照规则演化的故障传播过程，通过仿真，验证了模型的有效性。·指出了系统故障规模将趋向于不随时间变化；并且故障扰动强度越大，最终的故障规模越大，但当故障扰动强度大于某阈值后将会引发全局故障，故障规模不再随故障扰动的增强而增大；对耦合度和故障传播概率的研究表明，耦合度越大，系统紧密度越大，引发全局故障需加入的故障扰动阂值越小。关键词：复杂电路，元胞自动机，故障传播，故障传播概率ⅡABSTRACTMODELINGANDAPPLICATl0NOFCIRCUITFAUIJPROPAGATIONBASEDONCELLULARAUTO

4、MATAAbstractInsomelarge。scalecomplexcircuitsystems，thefaultpropagationcausedbyinvalidationorfaultofoneorafewsub—circuitsmayinvalidateorcollapsetheentirecircuitsystembecauseofcouplingamongcircuits，andtheprocessofcircuitfaultpropagationhasthecharacteristicsofcertaindynami

5、c，complexityanduncertainty．ThemodelofcircuitfaultbasedonCellularAutomata(CA)iSestablishedbydividingthecircuitsystemintomanysub．circuits，andthenthedynamicpropagationofcircuitfaultisstudiedaccordingtotheevolvingrules．Themaincontentsandinnovationsareasfollows：●BasedonCA，am

6、odelofcircuitfaultpropagationinlarge—scalecircuithasbeenproposed．Inthesimulatingprocessoffaultpropagation，wehaveanalyzedtheinfluenceoffaultdisturbanceonfaultscale，andtheinfluenceofcouplingdegrees011faultscale，懿wellastheissueoffaultpropagationvelocityetc．IiiABSTRACT●Apro

7、babilitymodelofcircuitfaultpropagationhasbeenproposedbasedonCA．Inthismodel，theprobabilityoffaultpropagationisintroducedtostudythepossibilityoffaultpropagationamongsub—circuits，andtheinfluenceoffaultpropagationprobabilityandfaultdisturbanceONfaultscaleisillustratedbyanal

8、yzingtheprocessoffaultpropagationprobabilityincomplexcircuit．●ThemodelofcircuitfaultpropagationbasedonCAhasbee