[发明专利]一种对冗余系统进行可靠性分析的方法

权利要求书

1.一种利用马尔科夫状态转移图对冗余系统进行可靠性分析 的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

预先设定对所述冗余系统进行可靠性分析的条件；

根据所述冗余系统的结构，对所述冗余系统进行马尔科夫状 态分析；

计算所述冗余系统中的所有状态的每个状态间的马尔科夫状 态转移概率，绘制对应的马尔科夫状态转移图；

根据所述马尔科夫状态转移图以及每个状态间的马尔科夫状 态转移概率，获取每个状态的工作概率计算公式；以及

对所述工作概率计算公式进行拉普拉斯变换，计算并分析所 述冗余系统的可靠性。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述预先设定 的可靠性分析条件包括：

a)所述冗余系统的表决器不会发生故障；

b)所述冗余系统初始化时，所有模块均正常工作；

c)所述冗余系统在某一时刻只发生一个故障；

d)所述冗余系统的所有模块均相同且具有相等的故障率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冗余系统 为三重冗余结构，包括三个模块和一个表决器，所述表决器的输 入端分别连接至每个模块的输出端。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述三重冗余 结构包括五种工作状态，其中：

状态0——3个模块均正常工作；

状态1——1个模块出现可测故障，且被屏蔽；

状态2——2个模块出现可测故障，且被屏蔽；

状态3——1个模块出现不可测故障，不能被屏蔽；

状态4——所述三重冗余结构处于失效状态；

若P₀(t)、P₁(t)、P₂(t)、P₃(t)为系统处于上述各状态的工作概率， P₀′(t)、P₁′(t)、P₂′(t)、P₃′(t)、P₄′(t)为系统状态的概率，则系统状态的 概率表达式分别为：

P₀′(t)＝-3λP₀(t)；

P₁′(t)＝3λcP₀(t)-2λP₁(t)；

P₂′(t)＝2λcP₁(t)-λP₂(t)；

P₃′(t)＝3λ(1-c)P₀(t)-2λP₃(t)；

P₄′(t)＝2λP₃(t)+2λ(1-c)P₁(t)+λP₂(t)；

其中，每个模块的故障率为λ，故障检测覆盖率为c。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冗余系统 为二乘二取二结构，包括两个系以及一个切换电路，其中的一个 系包括两个主机和一个比较器，另一个系包括两个备机和一个比 较器，当主机正常时，主机输出有效；当主机故障且备机正常时， 所述切换电路执行切换操作，备机输出有效。