一种计算飞机电子系统任务可靠度的仿真方法

摘要

一种计算飞机电子系统任务可靠度的仿真方法，在考虑飞机电子系统替换式维修方案的情况下，系统及其元件状态随时间变化的仿真方法，具体包括第1次飞行任务、第2次飞行任务…第N次飞行任务执行期间元件及系统状态变化的仿真实施步骤。本发明反映飞机电子系统在维修实践中以新元件替换已故障元件的事实，使得计算得到的系统任务可靠度更具工程参考性和应用价值，具有广泛的应用前景。

主权项

一种计算飞机电子系统任务可靠度的仿真方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，确定通过建模得到的飞机电子系统任务可靠性框图中的元件个数Num，并为每个元件编号；步骤2，建立仿真参数：步骤3，建立仿真过程中的数据记录数组及变量：具体过程是：Ⅰ建立记录仿真历程的变量Sim_m,n，并初始化m＝1，n＝1；所述Sim_m,n中的Sim表示仿真simulate，而Sim_m,n中的m表示对步骤1所述的飞机电子系统正在进行第m次仿真，Sim_m,n中的n表示步骤1所述的飞机电子系统正在执行第n次任务，1≤m≤M，1≤n≤N；也就是说，变量Sim_m,n中存在两个变量m和n，m和n共同表达的含义为：在对步骤1所述的飞机电子系统进行第m次仿真时，步骤1所述的飞机电子系统正在执行第n次飞行任务；Ⅱ建立一维数组Record[N']，初始化数组中各元素为0，N'为数组Record的大小，且N'＝N；其中，数组Record中第j个元素Record[j]，用于累计从0到M次仿真过程中，步骤1中所述的飞机电子系统在第j次飞行任务期间发生的故障次数，1≤j≤N'；即Record[j]用于累计步骤1所述的飞机电子系统在经历仿真历程Sim_1,j、Sim_2,j、Sim_3,j…Sim_M,j时，步骤1所述的飞机电子系统发生故障的次数；Ⅲ建立一维数组History[Num']，Num'为数组History的大小，且Num'＝Num；对于M次仿真中的各次仿真，数组History用于记录步骤1中所述飞机电子系统各组成元件的累计飞行次数，累计飞行次数代表了元件服役的时间；步骤4，对变量进行初始化：对于变量Sim_m,n，设置n＝1；设置数组History中各元素为1；设置n＝1，表示步骤1所述的飞机电子系统执行第1次飞行任务；当飞机电子系统执行第1次飞行任务时，飞机电子系统的各组成元件是全新的，因此设置History中各元素设置为1，表示步骤1所述飞机电子系统各组成元件均第1次执行飞行任务；步骤5，计算各组成元件的可靠度：所述计算各组成元件的可靠度是指飞机电子系统在进行第n次飞行任务时系统各组成元件在第m次仿真中的可靠度；步骤6，确定各元件状态：对于变量Sim_m,n，应用蒙特卡洛仿真直接抽样法，确定在第m次仿真过程中，步骤1所述的飞机电子系统各组成元件在进行第n次飞行任务期间的状态：故障或正常；步骤7，确定飞机电子系统的状态对于变量Sim_m,n，确定在第m次仿真过程中，步骤1所述的飞机电子系统在进行第n次飞行任务期间的状态；所述系统的状态包括正常和故障两种；确定步骤1所述飞机电子系统的状态的具体过程如下：依据步骤6中已确认的各元件在飞机第n次飞行任务期间的状态，结合步骤1中的系统任务可靠性框图，确认第n次飞行任务期间系统的状态；若系统状态为故障，数组Record中第n'个元素Record[n']自加1，n'＝n，以累计系统在第n次任务期间发生故障总次数；若系统状态为正常，则数组Record中第n'个元素Record[n']不发生变化；步骤8，更新History数组中的所有元素：对于变量Sim_m,n，更新History数组中的所有元素；更新过程实施如下：若步骤1所述飞机电子系统中第i个元件正常，未发生故障，则对于History数组中第i个元素进行操作：History[i]＝History[i]+1，且1≤i≤Num'；若系统中第i个元件故障，则将History数组中第i个元素重置为1，即进行赋值操作：History[i]＝1；步骤9，对飞机电子系统的M次仿真：重复步骤4～8，完成对步骤1所述的飞机电子系统的M次仿真；具体实施步骤如下：Ⅰ对Sim_m,n中的n自加1：n＝n+1；若n<N+1，转到步骤5；Ⅱ对Sim_m,n中的m自加1：m＝m+1；若m<M+1，则转到步骤4，否则转到步骤10；步骤10，对数组Record进行统计分析；根据系统在1Δt、2Δt…nΔt…NΔt时刻发生故障的总次数Record[1]、Record[2]…Record[n]…Record[N]，依次计算步骤1所述的飞机电子系统在nΔt时刻的可靠度，可靠度计算公式为1.0‑Record[n]/M，1≤n≤N；其中，n表示步骤1所述的飞机电子系统执行第n次飞行任务，且第n个飞行任务对应的时刻为nΔt；除此之外，步骤1所述飞机电子系统在0时刻未开始服役时，其任务可靠度为1.0；依时间顺序0、1Δt、2Δt…nΔt…NΔt，连接这N+1个时刻的系统任务可靠度，得到步骤1所述飞机电子系统在[0,NΔt]时间区间内的任务可靠度曲线；至此，完成了对某型机的电子系统任务可靠度的仿真计算。