[发明专利]离散事件系统的故障可预测性检测方法及故障预测器

摘要

本发明公开了离散事件系统的故障可预测性检测方法及故障预测器，利用1‑类标记状态和2‑类标记状态，当系统中存在2‑类标记状态时，可快速判定系统为不可预测的，效率更高；进一步提出模型简化，最终得到简化的验证器自动机V_G，空间复杂度降低，在判定系统故障可预测性和故障预测时，所需要的可观事件更少，即需要的传感设备更少，使得故障可预测性检测方法和故障预测的稳定性更高；并且，故障可预测性检测方法最终得到的验证器自动机V_G还可作为故障预测器，对系统故障进行在线预测。

主权项

1.离散事件系统的故障可预测性检测方法，其特征在于，包括：将离散事件系统形式化地定义为一个四元组系统模型G＝(Q,∑,δ,q₀)，其中Q为系统的有限状态空间，∑为有限事件集合，δ:Q×∑→Q为转移函数，q₀∈X为起始状态；在所述系统模型G中查找是否存在2‑类标记状态，其中2‑类标记状态为既能引发错误事件又能引发正常事件的状态；如果存在，则输出系统是不可预测的；如果不存在，则在所述系统模型G的基础上创建一个可过滤掉错误事件的有限状态机G_N，其中G_N＝G×A_N，A_N是由一个单独的正常状态加上所有正常事件组成的一个循环自动机；在所述有限状态机G_N的基础上，去掉所述有限状态机G_N中的“N”标签，并用双圆圈标记出1‑类标记状态，以此构建得到所述系统模型G的约简模型G_S，其中“N”标签表示系统下一个触发的事件是正常事件，1‑类标记状态为只能引发错误事件的状态；计算所述约简模型G_S中到达1‑类标记状态事件串的最大长度k的值；根据所述约简模型G_S及所述最大长度k的值构建最小简化模型G_B:G_B＝Ac_k(G_S,x₀)。其中，Ac_k(G_S,x₀)表示从初始状态x₀出发k步可达的约简模型G_S的子自动机；根据所述最小简化模型G_B构建一个简化的验证器自动机其中,X_V为系统的有限状态空间；∑为有限事件集合；δ_V为转移函数；为起始状态。V_G中的状态表示为x_V：x_V＝[(x₁,l₁),(x₂,l₂)]，其中，l₁,l₂分别表示状态x₁,x₂的标签。并且如果σ∈∑_o，那么δ_V([(x₁,l₁),(x₂,l₂)],σ)＝[(δ(x₁,σ),l′₁),(δ(x₁,σ),l′₂)]，当δ(x_i,σ)(i＝1,2)到达的是1‑类标记状态时，则l′_i＝F，否则l′_i＝N；在所述验证器自动机V_G中寻找是否有不确定状态，其中，验证器自动机V_G的状态包括“F”标签状态、“N”标签状态和不确定状态，“F”标签表示系统下一个触发的事件是故障事件，不确定状态中既包括了“F”标签又包括了“N”标签，即不确定状态表示系统下一个触发的事件可能是正常事件，也可能是错误事件；如果有，则判定系统为不可预测的；如果没有，则判定系统为可预测的。