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基于贝叶斯网络的卫星太阳翼驱动机构系统可靠性建模与评估

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基于贝叶斯网络的无人机任务可靠性建模方法

基于贝叶斯网络的无人机任务可靠性建模方法

( ) =Pi
4
∏ Pti ⋅
1− (1− Pt4 )(1− Pt5 )
⋅
3
∏
Pri
⋅
1
−
3
∏
(1
−
Pki
)
⋅
Pn
(4)
=i 1
=i 1=i 1
式中 Pi 表示整个无人机的任务可靠性。
DOI: 10.12677/csa.2020.109167
1591
计算机科学与应用
钱殷鼎 等
4. 贝叶斯网络模型
( ) Pti = ka ⋅ kb ⋅ km 1− e−λit
(2)
式中，t 为飞行时间，λi 为部件的故障率。
3.2. 信息传输分系统
图 3 为无人机信息传输分系统的结构框图。无人机的信息传输分系统主要由发射机、接收器和传感
器等设备组成。
它们以串联结构相连，任意部件的故障或失效都会造成信息流故障。各部件的任务可靠性 Pri 为：
无人机关键部件的失效和故障可利用各部件的故障率、MTBF (平均故障间隔时间)等指标得到。其它 的异常和极端环境对无人机执行任务的影响可以分别设置不同情况下的影响参数。见表 1，设 ka 为电磁 环境对无人机部件的影响，kb 为障碍物对无人机部件的影响，自然环境因素有大风、雨雪、雷电、沙尘 暴、寒冷、高温、潮湿、干燥等，设为 km。
2. 无人机系统
无人机系统，也称无人驾驶航空器系统，无人机是一种机上无人驾驶、自动程序控制飞行和无线电 遥控引导飞行、具有执行一定的任务能力、可重复使用的飞行器。在无人机在飞行或者执行任务的过程 中，可能会发生各种各样的事件，这些事件都有可能会导致无人机不能完成其指定的功能。对于单无人 机，这些事件包括无人机关键部件的失效与故障，复杂电磁环境对无人机的电子干扰，人造建筑、动物 等障碍物对无人机的影响，以及雷电、暴雪、大风等异常环境因素[3]。

基于贝叶斯网络的卫星太阳翼驱动机构系统可靠性建模与评估

基于贝叶斯网络的卫星太阳翼驱动机构系统可靠性建模与评估

基于贝叶斯网络的卫星太阳翼驱动机构系统可靠性建模与评估李彦锋，黄洪钟，刘宇，肖宁聪，朱顺鹏（电子科技大学机械电子工程学院，成都 611731）摘要：随着系统结构与功能复杂性的不断增加，系统的失效过程呈现复杂的动态特性，如顺序相关性、功能相关性以及冗余备份。

基于马尔科夫过程的动态故障树分析方法能够较好地解决复杂系统的建模问题，然而在求解时该方法却是在全局状态空间中考虑部件不同状态之间的转移，随着底事件以及逻辑门数量的增加，马尔可夫模型的计算量将呈指数增长。

为了解决该问题，笔者采用贝叶斯网络结合动态故障树的方法进行分析，利用贝叶斯网络的双向推理能力进行可靠性评估。

实例分析表明，该方法能够较好地解决具有动态特性的系统可靠性分析问题，而且具有较高的求解精度。

关键词：卫星；太阳翼；驱动机构；故障树；贝叶斯网络；可靠性分析中图分类号: TB114.3; V474 文献标志码: ASystem reliability modeling and assessment of satellite solar array drive assembly based on a Bayesian networkLi Yanfeng, Huang Hongzhong, Liu Yu, Xiao Ningcong, Zhu Shunpeng (School of Mechanical and Electronics Engineering, University of Electronic Science andTechnology of China, Chengdu 611731, China)Abstract: Along with the increase of complication in engineering systems, there exist many complex dynamic characteristics within the system failure process, e.g. sequence dependency, functional dependency and the spares. A Markov-based dynamic fault tree can figure out the modeling of a system with these characteristics; however, it faces with the issue of state space explosion as the number of components in the system increases. This paper combines a Bayesian network with the dynamic fault tree for system reliability analysis and utilizes the inference capability of the Bayesian network for the reliability assessment and inference of fault probability. The analysis of practical examples proves the effectiveness of this method in engineering systems.Key words: satellites; solar arrays; drive assembly; fault trees; Bayesian networks; reliability analysis0 引言随着现代大型军事卫星、气象卫星与商用广播通信卫星的结构和各部分功能的日益复杂化，人们对卫星系统的可靠性提出了新的要求，如要求系统长寿命、高可靠地在复杂环境中完成规定的功能。

卫星太阳翼展开机构可靠性分析

卫星太阳翼展开机构可靠性分析
ｕ ｆｌ ｉｇ ｕ ｉ ｏ ｅ ｓ ｌ ｒａ ｒ ｔ ｄ ｅ ． ｄ ｔ ｅ ｒ ｌ ｂｌ ｙ ｏ ｖ ｒ ｏ ｏ ｅ ｔｏ ｅ ｕ ｏｄ ｎ ｎｔｏ ｅ ｓ ｌ ｒａ ｓ ｎｏ ｄ ｎ ｎ ｔ ｆｔ ｏ ａ ａ ｒｙ ｗｅ ｅ ｓｕ ｉｄ Ａｎ ｅｉ ｉ ｔ ｆｅ ｅｙ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｔ ｎ ｌ ｉ ｇ ｕ ｉ ｆ ｈ ｏａ ａ ｒ ｙ ｗａ ｈ ｒ ｈ ａ ｉ ｆ ｈ ｆ ｔ ｒ ａｌ ｃ ｔｄ ｗｉ ｅ ｍｅｈ ｄ ｆｔ ｅ ｉ ｔ ｇ ａｅ ｖ ｕ ｔ ｎ ａｌ ｃ ｔ ｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｕ ｌ ａｌ ｃ ｔ ｎ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｔ ｃｕ ａ ｈ ｒ ｃｅ － ｌ ａｅ ｔ ｔ ｔ ｏ ｓ ｏ ｈ ｎ ｅ ｒｔ ｄ ｅ ａ ａｉ ｌ ａ ｉ ｎ ｈ ｑ ａ ｌ ａｉ ｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ｓｒ ｔ ｒ ｌ ａ ａ ｔｒ ｏ ｈｈ ｌ ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ ｕ ｃ ｉｔ ｆｔ ｅ ｓ ｌ ｒａｒ ｙ Ｔ ｅ ｅ ｍｅｈ ｄ ａ ｒ ｖｄ ｅｐ ｕ ｅｅ ｅ ｃ ｒｔ ｅ ｒｌ ｂ ｌ ｙ ｄ ｓ ｎ ａ ｄ ａｌ ｃ ｔ ｎ ｏ ｈ ｎ ｏ ｄ ｎ ｓｉ ｏ ｈ ｏａ ｒａ ． ｈ ｓ ｔ ｏ ｓ ｃ ｎ ｐ ｏ ｉ ｅ ａ ｈ ｌ ｆ ｌｒ ｆｒ ｎ ｅ ｆ ｅ ｉ ｉ ｔ ｅ ｉ ｎ ｌ ａｉ ｆｔｅ ｕ ｆｌ ｉ ｇ ｃ ｏ ｈ ａ ｉ ｇ ｏ ｏ
２ １年 第 ４期 ０月 第 ０１ ６卷 ｌ
失 效 分 析 与 预 防
Ｏ ｔ ｅ，０ ｃ ｂ ｒ２ １ ｏ １
Ｖｏ ． Ｎｏ ４ １ ６， ．
卫星太 阳翼展 开机构可 靠性分 析
杨 翊 里 阳 绍 泽 ，谢 ，阎 ，吴嘉 宁
（． １ 东北 大 学机 械 工 程 与 自动 化 学 院 ， 阳 １０ １ ； 沈 １８ ９ ２ 清 华 大 学摩 擦 学 国家 重 点 实验 室 智 能机 械 分 室 ， 密 仪 器 与 机械 学 系 ， 京 １０ ８ ） ． 精 北 ０ ０４

基于贝叶斯网络的动量轮可靠性建模与评估_厉海涛

基于贝叶斯网络的动量轮可靠性建模与评估_厉海涛

厉海涛等 :基于贝叶斯网络的动量轮可靠性建模与评估
・ 485 ・
值等随机变量 , 有向边 E 表示节点变量之间定性的依赖关 系 。 P 为 G 中节点对应的条件概率分布 ( co nditional p ro ba2
bility dist ributio n , CPD) , 以定量的形式描述节点之间的概
Momentum wheel reliability modeling and assessment using Bayesian net work
L I Hai2tao , J IN Guang , ZHOU Zho ng2bao
( Coll. of I nf orm ation S ystem & M ana gement , N ational Uni v . of Def ense Technolog y , Changsha 410073 , Chi na)
生 , 用 1 表示事件发生 , 如对节点 M , M = 0 表示电机正常 ,
M = 1 表示电机不转 , 对节点 F 和 N 可给出类似解释 。在
此基础上 , 图 1 以表格形式给出了各节点的条件概率分布 。
图1 一个简单的贝叶斯网络模型
图2 动量轮贝叶斯网络模型结构图
2. 2 确定网络中节点的条件概率
) /μ b = a ・( 1 - μ ( 3) ( 3) , 可得 a 和 b 使ε π ) 最大 , 此时 a 、 由式 ( 2) 、 b 即为最大 N (
π(θ ) π ε π ) =- E log N ( π θ ) 0 (
) log = - π(θ
∫
π(θ ) θ( 1) = d π θ ) 0 (
1 贝叶斯网络简介

基于贝叶斯网络的飞行安全人因可靠性评估模型_刘莉

基于贝叶斯网络的飞行安全人因可靠性评估模型_刘莉

第10卷第3期空军工程大学学报(自然科学版)V o.l10N o.3 2009年6月J OURNAL OF AI R FORCE ENG I NEER I NG UN I VERSITY(NATURAL SC I ENCE ED I TI ON)Jun.2009基于贝叶斯网络的飞行安全人因可靠性评估模型刘莉,徐浩军,井凤玲,孙作(空军工程大学工程学院,陕西西安710038)摘要:基于广义人-机-环境复杂系统,对飞行人员可靠性、空中交通管制人员可靠性和航空器维修人员可靠性进行了分析,综合考虑常用可靠性评估方法的优缺点,采用贝叶斯网络建立了飞行安全人因可靠性的评估模型。

该模型综合运用诊断推理和支持推理形式,分析直观,计算简便,适用于广义的人-机-环境复杂系统建模;同时该模型可以根据后验概率来调整先验概率,从而有效地提高了评估的精度。

关键词:人-机-环境;飞行安全;人因可靠性;贝叶斯网络DO I:1013969/j1issn11009-3516120091031002中图分类号:V328文献标识码:A文章编号:1009-3516(2009)03-0005-05随着航空技术的迅速发展,飞机的可靠性和安全性不断提高,导致飞行事故的人为因素与机械因素比例有了明显的变化。

机械因素引起的飞行事故比例逐渐下降,而人为因素导致的飞行事故比例逐渐升高。

在飞机使用的l-2年里,60%-75%的飞行事故由机械因素造成,12-14年后只有15%-30%的飞行事故是由机械因素造成的,70%-85%的飞行事故出于各类人员的操作错误[1-3]。

目前可用于研究航空领域中人员可靠性的数学模型及方法有广义人的可靠度函数、鲁克模型、人认知可靠性(HCR)计算模型、应力-强度模型以及马尔可夫过程方法等[4],但是这些方法存在着以下不足之处[5]:¹人的可靠性数据缺乏;º数据的量化过多依赖专家判断,无法对数据的可信性进行验证,使得预测的正确性和准确性受主观因素的影响;»方法的正确性和准确性难以验证;¼对人的认知行为和心理处于探索和研究阶段,对组织管理的方法和态度、文化差异、社会背景等在处理方法上缺乏一致性和可比性。

贝叶斯网络在飞控系统可靠性评估中的应用

贝叶斯网络在飞控系统可靠性评估中的应用

贝叶斯网络在飞控系统可靠性评估中的应用
唐甜;赵淑利
【期刊名称】《民用飞机设计与研究》
【年(卷),期】2011(000)004
【摘要】把一种基于贝叶斯网络的故障树分析法应用于飞控系统俯仰控制功能的可靠性评估中，突破传统故障树分析法的局限性——各部件独立、状态为二值，不但可以计算系统的可靠性指标，而且可以定量给出某个事件或某几个事件在系统可靠性中所占的地位，找出系统的薄弱环节。

【总页数】5页(P40-44)
【作者】唐甜;赵淑利
【作者单位】飞行器控制一体化技术重点实验室,西安710065;飞行自动控制研究所飞控部,西安710065
【正文语种】中文
【中图分类】TP18
【相关文献】
1.结合D-S证据推理的贝叶斯网络法在配电网可靠性评估中的应用 [J], 赵书强;程德才;刘璐
2.贝叶斯网络在可靠性评估中的应用 [J], 赵建立;高会生;赵生岗
3.贝叶斯网络分析法在飞机配电系统可靠性评估中的应用 [J], 孙京宁;王铁
4.贝叶斯网络在多状态系统可靠性评估中的应用 [J], 罗千舟;石山;张曜晖;刘文杰
5.贝叶斯网络在配电网可靠性评估中的应用 [J], 刘骁暘;张鹤
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长寿命卫星活动部件Bayes-Weibull可靠性评估方法

长寿命卫星活动部件Bayes-Weibull可靠性评估方法
金光;冯静
【期刊名称】《系统工程与电子技术》
【年(卷),期】2009(031)008
【摘要】长寿命卫星活动部件可靠性评估具有小样本、无失效数据的特点,采用大样本寿命数据统计方法或通常的无失效数据分析方法难以解决寿命分布建模与可靠性评估问题.针对Weibull寿命型卫星活动部件,提出了一种有效的Bayes可靠性评估方法.综合利用相似型号活动部件数据估计Weibull分布形状参数,利用相似因子和参数Bootstrap方法构造Bayes验前分布.实例分析表明,该方法具有较高的精度,可以解决小样本无失效条件下,长寿命卫星活动部件可靠性评估的困难问题.
【总页数】4页(P2020-2023)
【作者】金光;冯静
【作者单位】国防科技大学信息系统与管理学院,湖南,长沙,410073;国防科技大学信息系统与管理学院,湖南,长沙,410073
【正文语种】中文
【中图分类】TP114
【相关文献】
1.长寿命卫星寿命评估方法探讨 [J], 吴雷;曾辉;刘正高
2.加强卫星长寿命高可靠性研究 [J], 王陇亭;范安民
3.长寿命通信卫星的可靠性研究 [J], 邵瑞芝
4.长寿命通信卫星的可靠性研究 [J], 邵瑞芝;范本尧
5.一种基于可能性测度的无失效数据部件可靠性评估方法 [J], 徐珂文;江式伟;肖阳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于贝叶斯网络的天基信息支援装备体系作战效能评估方法

基于贝叶斯网络的天基信息支援装备体系作战效能评估方法于小岚;熊伟
【期刊名称】《兵工自动化》
【年(卷),期】2024(43)3
【摘要】针对天基信息支援装备体系效能评估存在的问题,提出一种基于贝叶斯网络的天基信息支援装备体系作战效能评估方法。

构建基于系统动力学的仿真平台获取仿真数据,采用基于搜索的贝叶斯网络结构学习算法以及期望最大化(expectaion maximization,EM)参数学习算法对数据样本进行学习构建贝叶斯网络模型,以正向推理、因果追溯推理、阶段分析推理3种方式进行作战效能分析;通过该模型深入分析海上方向远程精确打击移动舰船目标的作战场景下天基信息支援装备体系中诸多影响因素之间的相互关系与影响程度。

仿真结果表明:该方法应用在天基信息支援装备体系作战效能评估具备有效性和可行性,能够为武器装备体系效能评估提供技术支撑。

【总页数】9页(P74-81)
【作者】于小岚;熊伟
【作者单位】航天工程大学电子信息装备体系国防科技重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TJ01;TP79
【相关文献】
1.基于Multi-Agent的电子信息装备体系作战效能评估方法
2.海基动能装备体系作战效能评估方法研究
3.基于贝叶斯网络的武器装备体系作战效能评估方法
4.基于DBN的天基信息支援装备体系作战效能评估方法
5.天基信息支援装备体系作战效能评估方法研究
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可重复使用航天器结构演化的动态贝叶斯网络建模与状态评估

分析方法
采用定性和定量分析方法对模型输出和实际结构状态进行比较和 分析，以评估模型的准确性和可靠性。
结果比较与讨论
结果比较
将动态贝叶斯网络模型的输出结果与实际结 构状态进行比较，分析模型预测结果的误差 和偏差。
结果讨论
根据比较结果进行讨论，分析产生误差和偏 差的原因，提出改进措施和方法，为后续研
究提供参考和借鉴。
基于DBN的航天器结构演化建模
DBN模型的基本原理
DBN（Dynamic Bayesian Network）是一种基于概 率图模型的动态贝叶斯网络，适用于描述具有时序性 和依赖性的系统。
基于DBN的航天器结构演化
建模过程
基于DBN的航天器结构演化建模过程包括建立航天器 结构演化模型、学习模型参数和进行推理。
更全面的支持。
06
参考文献
参考文献
• 参考文献1：Xie, L., Zhang, Y., & Wang, H. (2020). A dynamic Bayesian network approach for modeling the structural evolution of reusable spacecrafts. Journal of Aerospace Engineering, 235(7), 1-11.
• 参考文献2: Li, M., Zhang, Y., & Wang, H. (2019). Using Bayesian networks to assess the structural health of reusable spacecrafts. Aerospace Science and Technology, 98, 1-8.
状态评估指标体系

卫星太阳翼展开机构的可靠性分析方法研究

卫星太阳翼展开机构的可靠性分析方法研究
肖宁聪;李彦锋;黄洪钟
【期刊名称】《宇航学报》
【年(卷),期】2009(030)004
【摘要】针对卫星太阳翼展开机构的可靠性进行分析研究.首先,简要地介绍了太阳翼的组成和展开原理,建立了卫星太阳翼展开机构的故障树,并进行定性定量分析.分析结果得出扭簧储存动力矩不足和展开机构卡死是太阳翼展开失效的主要原因,对此提出了相应的预防和改进措施.其次,从静力矩裕度、力矩和力矩做的功三个方面对太阳翼展开机构进行可靠性建模和分析.
【总页数】7页(P1704-1710)
【作者】肖宁聪;李彦锋;黄洪钟
【作者单位】电子科技大学机械电子工程学院,成都610054;电子科技大学机械电子工程学院,成都610054;电子科技大学机械电子工程学院,成都610054
【正文语种】中文
【中图分类】V41
【相关文献】
1.基于STL的卫星可展开天线对太阳翼遮挡检测方法研究 [J], 徐春生;肖应廷;孙治国;刘丽坤
2.卫星太阳翼展开机构可靠性分析 [J], 杨翊;谢里阳;阎绍泽;吴嘉宁
3.卫星太阳翼板面水平展开试验方法 [J], 侯鹏;李志慧;宋涛;陈立
4.卫星太阳翼展开运动的分析及仿真 [J], 安源;谷松;金光
5.勇于持续创新敢于不断突破——首次从太空视角见证“北斗”卫星太阳翼展开[J], 何江;冯文婧
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和实用性。
评ｆ禾 断推理中的应用。实例分析结果表 占畛
明， 该方法对复杂系统的可靠陛分析和诊断具有较高的效率
Ａ ．等 ｍａ ｄ 提出一种数值积分方法来求解动态逻辑门。 该方法在一定程度上解决了状态空间爆炸１ 司题，而且也能 运用于可修系统。但是 ，该方法没有给出零部件重要度的
１ 贝叶斯网络模型
Ｓ ｓｅ ｅｉ ｂ ｌ ｙｍ ｏ ｅｉ ｇ ａ ｓ ｅ ｓ ｅ ｔ ｆ ａ ｅｌ ｅｓ ｌ ｒａ ｒ ｙ ｄ ｉ ｅａ ｓ ｍ ｂ ｙ ｙ ｔ ｍ ｒ ｌ ｉ ｔ ｄ ｌ ｎｄ ａ ｓ ｓｍ ｎ ｔｌ ｔ ｏ ａ ｒ ａ ｒｖ ｓ ｅ ａ ｉ ｎ ｏｓ ｉ ｌ
ｂ ｓ ｄ ｏ ｙ ｓａ ｅ ｗｏ ｋ ａ ｅ ｎ ａＢａ ｅ ｉ ｎ ｎ ｔ ｒ
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Ｋｅ ｙｗｏｄ ：ａ ｌｔ ；ｓｌ ａ ａｓ ｒ ｅ ｓｅ ｌ ；ｆ ｌｒｅ ；Ｂ ｙｓ ｎｔ ｆｓ ｅｉ ｉ ａａ ｓ ｒ ｓ ｓｔｌｅ ｏａ ｒ ｙ ；ｄ ｖ ａｓｍｂｙ ａ ｔ ｅｓ ａ ｅｉ ｅ ｌ ；ｒｌｂｌ ｎ ｌ ｉ ｅ ｉｓ ｒｒ ｉ ｕｔ ｎ ａ ｗｏ ￣ ａ ｉ ｙ ｔ ｙｓ
结合联合分布分解的链规则以及条件独立陛对此网络进行概
率推理。
图 １ 贝叶斯 网络实例
Ｆｇ １ Ａ ｘ ｍｐｅ ｆ ｅＢ ｙ ｓ ｎ ｅ ｒ ｉ． ｎｅ ａ ｌ ｏ ｌ ｈ ａ ｅｉ ｎ ｔ ｋ ａ ｗｏ
运用贝叶斯网络的联合树推理算法，在没有证据的睛况
下， 叶节点 的溉率分布为 Ｄ ７３ Ｐ Ｔ １ ０ ２７ ． ９ ， （－ ） ． ０ 。 ９ ＝０
帆板来装载这些太阳能电池，并安置驱动装置，以驱动帆板 转动从而控制其法线指向太阳光束的方向，从 而尽百 多地 旨
建模和分析时，静态故障树的事件与逻辑门缝ｆ体系不能表 达这类失效逻辑，难以 进行
的评估 。
吸收太阳能。因此，对太阳翼易
收稿日 期： ０２３ ２ ２１ ６ ５ ４ －
贝叶斯网￣ Ｂ ｙｓｎ ｅ ｏｋ Ｂ ） Ｒ ａｅａ ｎｔ ｒ， Ｎ 以图形化的表达方式 ｉ ｗ 来描述节点之间的连接关系，直观易懂，而且易于进行双向 推理 。利用变量之间的条件独立关系，贝叶斯网络降低了 非根节点的条件概率表的维数，从而大大降低了推理环节的
应状态空间中的棚薄吩布， 其
条件概率分布表， 用以描述在巳知其所有父节 条件下 ， 该节点在 甸中的条件栩痒 布 隋况。
境中完成妣 勺 功能。现代卫星普ｉ 用太阳能 盛 踝
习 持续
全ｆ分析中。现代系统失效机理复杂，其失效逻辑呈现复杂 生
的动态并 陡，女 寺 优 乘１ 蝻啪 关陡。在进行系统可靠洼
利用的能源，以满足长寿命卫星对能源方面的需求。为了充 分发挥太阳能电池的作用，产生足够多｝ 旨 量，卫星 备有
作者简介： ￣ （ ８一 ） １ １ ，男，博士研究生， ９ 主要研究方向： 统可靠 富 与 占 动态 章时 系 、 通信联系 ＾ 黄洪钟， ： 教授， 主要研究方向： 可靠陛没计、 优化设计、 故障预、 嘛营理， 坝 ￣
贝 叶斯网络 ．ｕａ ｅ ．ｌ ｄ ｃ ＇
５４ ８
中 国 科 技 论 文 ＣＨ Ｎ Ｓ Ｅ ＣＥ Ａ Ｅ ＩＡ ＣＩＮ Ｐ Ｐ Ｒ
第７ 第８ 卷 期 ２１ ０ ２年 ８ 月
中国利 做
ＣＨＮ ＣｌＮ Ｅ Ａ Ｅ ＩＡＳ Ｅ Ｃ Ｐ Ｐ Ｒ
Ｖ１ ｏ８ ｏ７ ． ．Ｎ
Ａｕ ｇ． ２ ２ ０１
基于贝叶斯 网络的卫星太阳翼驱动机构
系统可靠性建模与评估
李彦锋 ，黄洪钟，刘 宇，肖宁聪 ，釉 顷 鹏
（ 电子科技大学 机械电子工程学院，成都 ６１３） １７ １
ｓ ｓｅ ｆｉ ｒ ｒｃ ｓ， ｕ ｈ ａ ｅ ｕ ｎ ｅ ｄ ｐ ｎ ｅ ｃ ， ｕ ｃｉｎ ｌｄ ｐ ｎ ｅ ｃ ｎ ｅｓ ａｅ． Ｍ ａｋ ｖｂ ｓｄ ｄ ｎ ／ ｉ ｕｔｆ ｅｃ ｒ ｙ ｔｍ ａｌ ｅｐ ｏ ｅ ｓ ｓ ｃ ｓｓｑ ｅ ｃ ｅ ｅ ｄ ｎ ｙ ｆｎ ｔ ａ ｅ ｅ ｄ ｎ ａ ｄ ｔ ｐ ｒｓ Ａ ｒ ｏ － ａｅ ｙ ａｌ ｃｆ ｌ ｒ ａｌ ｕ ｏ ｙ ｈ ｌ ａ ｅ ｉ ｕｅｏ ｔ ｄ ｌ ｆａｓ ｓ ｆｇ ｒ ｕ ｔｅｍ ｏ ｅｉｇｏ ｙ ｍ ｎ ｗｉ ｔｅｅｃ ａａ ｔｒｓｉ ； ｏ ｖ ｒｉ ａｅ ｔ ｔｅｉｓ ｅｏ ｓ ｔ ｐ ｃ ｘ ｌｓｏ ｓｔｅｎ ｍｂ ｒ ｆ ｈ ｎ ｈ ｔ ｈ ｓ ｈ ｒｃｅｉ ｃ ｈ ｗｅ ｅ，ｔｆｃ ｓｗｉ ｈ ｓｕ ｆ ｔ ｅｓ ａｅｅ ｐｏ ｉｎａ ｈ ｕ ｅ ｏ ｔ ｓ ｈ ａ ｃ ｏｍｐ ｎ ｔ ｔｅｓ ｓｅ ｉｃｅ ｓ ｓ Ｔ ｉ ａ ｅ ｏ ｍｂｎ ｓａＢａ ｅｉ ｎ ｔ ｒ ｉ ｔｅｄ ｎ ｍ ｉ ａ ｔｒ ｅｆｒｓ ｓ ｍ ｌ ｂ ｌｙａ ａｙ ￣ ｏ ｅ ｓｉ ｈ ｔｍ ｒａ ｅ． ｈｓｐ ｐ ｒｃ ｎ ｎ ｙ ｎ ｉｅ ｙ ｓａ ｅｗｏｋｗ ｔ ｈ ｙ ａ ｃｆｕ ｆｅ ｏ ｔ ｒ ｉ ｉｔ ｎ ｌｓ ｎ ｈ ｌ ｙ ｅ ｅａ ｉ
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谜 可 靠眭分析 具有
对这类复杂系统的可靠陛分析，Ｄ ｇｎ ｕａ
提出了—种
基金项 目：国家自 然科学基金资助项 ［ ５０５６） 高等学校博土学科点专项科研基金资助项目 ＝ ９ １ １ ０９；中 ￣ １７０１； （ （ ｏ ８ １ ｌ） 央高校基本科研业务费资助项目 狮 ５０
（Ｙ ２ １￣８） Ｚ ＧＸ ０１０４
失效逻辑的建模问题 ，并能够给出定量分析结果。然而随着
系统规模的增大，系统所包含的零部件数量及其失效逻辑关 系的复杂陛呈指数增长，因此该方法的计算效率问题受到广
泛的 关注 。
后建立几种常见的逻辑１ ］的条件概率的确定方法。最后以卫
星太阳翼驱动机构为实例数个数为 ３（ 一１ ２ ） １ 个。
（ １ ）
假设 与 卡 独立，即 （ ）尸 ，假话给定 Ｃ 臣 ｆ ＝Ｉ
时， Ｄ与 、Ｂ相对独立， Ｅ与 、 和 Ｊ 相互独立， ［ ） 则联 合分布的分解如下：
Ｐ（ Ｂ Ｃ， Ｅ） Ａ， ， Ｄ， ＝ Ｐ Ａ） Ｂ Ｐ（ Ｂ） Ｄ ） Ｅ ｌ 。 （） （ Ｐ（ ） Ｃ Ｉ Ａ， Ｐ（ ｌ Ｐ（ Ｃ Ｃ） ２
首先引 人 —组动态逻辑门，分别对各种动态特陛进行建模。 然后通过功能分解把动态故障树模型分解为独立的动态和静
态模块。对动态模块，通过建立马尔科夫模型求解；对静态 模块 ， 运用二元决策图（Ｄ ） Ｂ Ｄ 模型求解。该方法解决了动态
模与分析框架。 笔者首先阐述贝叶斯网络模型及其溉率推理的过程，然
１ 贝叶斯网络简介及条件独立陛 ． １ 贝叶斯网络是一个有 向无环 图（ ｒ ｌ ａ ｃｃ￣ａｈ ｄｅ甜 ｃ ｌ ｉｃ ｙ ｉ ｐ，
Ｄ Ｇ， Ａ ） 其中节点 节 在 变量，节点间 表变量之ｆ 司的 艮 跗有 节点 合的 直接髋 系 挟 。根节点附有— 缘 车 玢布表， 描述了该
随着 代大型军事卫星、气象卫星与商用广播通信卫星 见 的结构和各部分功能的日益复杂化，人们对卫星系统的可靠 性提出了新的要求，如要求系统长寿命、高可靠地在复杂环
十分重要的意义。 故障树分析方法是一种基于二值状态和静态故障逻辑的 系统可靠ｆ分析方法 ， 生 被广泛应用于复杂系统的可靠 唼
第７ 第８ 卷 期
２ １ 年 ８月 ０２
动态故障树 ， Ｉｉｆ ｌｒ ， Ｆ ｔ Ｉ ｕ ｅＤ １建模 １ ｌ ａ ｔｅ ａ ｃ ｔ
架。该方法
计算复杂度。对网络添加不同的证据，可以对网络进行向前
的可靠 陛评估推理和向后的故障诊断和部件重要度评估 。 Ｂ ｕａ 等同 ｏｄｌ 提出了—种基于离散时间贝叶斯网络的可靠ｆ建 ｉ 生
’
Ｌｉ ｎ ｅ ｇ， Ｈｕ ｎ Ｙａ ｆｎ ａ ｇＨｏ ｇ ｈ ｎ ｎ ｚ ｏ ｇ， Ｌｉ ｕＹｕ ＸｉｏＮ ｉｇ ｏ ｇ，Ｚｈ ｈ ｎ ｅ ｇ ‘ ， ａ ｎ ｃｎ ｕＳ ｕ ｐ ｎ
（ ｈｏｏＭｅｈｎ ａａｄ ｌ ｔｎ ｓ ｎｉ ｅｎ ， ｎ ￣ ｆ ｏＥｅｔｎ Ｓｉ ｃ ａｄ ｅｈｏ ｇ ｏＣ ｉ ， ｈｎｄ ６１３， ｈ ａ Ｓ ｏｌ ｃ ｆ ｃａｉ ｌｎ Ｅｅ ｒ ｉ Ｅ ｇ ｅｎ ｇ Ｕ ｉ ｓｙｆ ｌ ｒ ｉ ｃ ｎｅ ｎ Ｔｃｎｌ ｙｆ ｈ ａＣ ｅ ｕ １７ １Ｃ ｉ ） ｃ ｃｏ ｃ ｎ ｖ ｃ ｏｃ ｅ ｏ ｎ ｇ ｎ
摘 要：随着系统结构与功能复杂性的 不断增加， 系统的失效过程呈 现复杂的动态特性，如顺序相关性、 功能相关性以 及冗余备 份。 基于马尔科夫过程的动态故障 树分析方法能够较好地解决复杂系统的 建模问题， 然而在求解时 该方法 却是在 全局状态空间中 考虑部件不同 状态之间的转移， 随着底事 以 件 及逻辑门 数量的增加． 马尔可夫模型的 计算量 将呈指数增长。为了 解决该问题， 笔 者采用贝叶斯网络结合动态故障树的方法进行分析，利用贝叶斯网络的双向 推理能力进行可靠性评估。实例分析表明，该方法能 够较好地解决具有动态特性的系统可靠性分析问题 ，而且具有较高的求解精度。 关键词：卫星； 太阳翼；驱动机构；故障树 ；贝叶斯网络；可靠性分析