CN111553057B - 一种健康状态层流逻辑中表决结构的健康建模与计算方法 - Google Patents

一种健康状态层流逻辑中表决结构的健康建模与计算方法 Download PDF

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CN111553057B CN202010300271.4A CN202010300271A CN111553057B CN 111553057 B CN111553057 B CN 111553057B CN 202010300271 A CN202010300271 A CN 202010300271A CN 111553057 B CN111553057 B CN 111553057B
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Abstract

本发明公开了一种健康状态层流逻辑中表决结构的健康建模与计算方法，包括：根据系统需要执行的任务，构建系统健康状态层流逻辑中的表决结构模型，所述表决结构是指系统内同时运行的M个单元中至少R个单元正常运行，才能使整个系统正常运行，M>R>1；确定表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重；利用所述表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的任务健康度；利用所述表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的风险健康度。

Description

一种健康状态层流逻辑中表决结构的健康建模与计算方法
技术领域
本发明涉及装备系统技术领域，特别涉及一种健康状态层流逻辑中表决结构的健康建模与计算方法。
背景技术
与该技术最相近的现有技术是《基于变权分层评分的卫星健康状态评估方法》，该专利公开了一种基于变权分层评分的卫星健康状态评估方法，首先从遥测参数中选定能表征卫星健康程度的特征参数作为评估数据，采用模糊无量纲化评分函数计算特征参数的健康状态评分；建立分层评估模型，在层次分析法基础权重上引入变权处理，获得变权权重；按照分层评估模型将评分和权重相结合，从底层往高层逐层计算评分值，最后得到最高层状态评分即评估对象的健康状态表征。该技术中仅在部件级到组件级考虑了不同健康状态层流模型对上一层级健康状态的影响，组件级到子系统级再到系统级的健康度计算都采用了加权求和的方式，未考虑不同结构模型对上一层级健康度的影响，并且权重值的设置只考虑了各层级单元的健康状态对于上一层级健康状态的影响，未具体考量组成单元退化或失效等对于上一层级任务完成能力以及风险后果的影响，仅根据该技术的评估结果无法制定明确的维修保障策略。
发明内容
根据本发明实施例提供的方案解决了卫星结构中普遍存在的表决结构健康状态层流模型的健康度评估问题。
根据本发明实施例提供的一种健康状态层流逻辑中表决结构的健康建模与计算方法，包括：
根据系统需要执行的任务，构建系统健康状态层流逻辑中的表决结构模型，所述表决结构是指系统内同时运行的M个单元中至少R个单元正常运行，才能使整个系统正常运行，M>R>1；
确定表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重；
利用所述表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的任务健康度；
利用所述表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的风险健康度。
优选地，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的任务健康度包括：
当表决结构中同时运行的M个单元中有R个单元正常运行时，根据表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数M以及正常运行单元个数R，分别计算当前表决结构的第一任务健康度。
优选地，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的任务健康度包括：
当表决结构同时运行的M个单元中有N个单元正常运行时，根据表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数M以及正常运行单元个数N，分别计算当前表决结构的第二任务健康度；
其中，M>N>R。
优选地，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的任务健康度包括：
当表决结构同时运行的M个单元中均正常运行时，根据表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数M以及正常运行单元个数M，分别计算当前表决结构的第三任务健康度。
优选地，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的任务健康度包括：
根据所述当前表决结构的第一任务健康度、第二任务健康度以及第三任务健康度，计算所述表决结构系统的任务健康度；
其中，计算所述表决结构系统的任务健康度的公式为：
Figure BDA0002453726720000031
其中，hsystem为表决结构系统的任务健康度；m为该系统中表决单元的个数；r为该系统正常工作时需要的最小正常单元个数，且1＜r＜m；
Figure BDA0002453726720000032
为m个单元中任选k个单元的健康度，
Figure BDA0002453726720000033
为剩余(m-k)个单元的健康度，
Figure BDA0002453726720000034
为第i个单元的健康度；
Figure BDA0002453726720000035
表示从m个单元中选k个单元的所有组合。
优选地，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的风险健康度包括：
当表决结构同时运行的M个单元中没有单元正常运行时，根据表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重以及同时运行的单元个数M，计算当前表决结构的第一异常风险健康度。
优选地，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的风险健康度包括：
当表决结构同时运行的M个单元中有n个单元正常运行时，根据表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数M以及正常运行单元个数n，分别计算当前表决结构的第二异常风险健康度；
其中，R>n。
优选地，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的风险健康度包括：
当表决结构同时运行的M个单元中有R个单元正常运行时，根据表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数M以及正常运行单元个数R，分别计算当前表决结构的第三正常风险健康度。
优选地，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的风险健康度包括：
当表决结构同时运行的M个单元中有N个单元正常运行时，根据表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数M以及正常运行单元个数N，分别计算当前表决结构的第四正常风险健康度；
其中，M>N≥R。
优选地，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的风险健康度包括：
根据所述当前表决结构的第一异常风险健康度、第二异常风险健康度、第三正常风险健康度以及第四正常风险健康度，计算所述表决结构系统的风险健康度；
其中，计算所述表决结构系统的风险健康度的公式为：
Figure BDA0002453726720000041
其中，rhsystem为表决结构系统的风险健康度；rhsystem(0)为该系统的初始风险健康度，默认为1；m为该系统中表决单元的个数；r为该系统正常工作时需要的最小正常单元个数，且1＜r＜m；
Figure BDA0002453726720000042
为m个单元中任选k个单元的任务健康度，γ1～γk为该k个单元对应的权重，
Figure BDA0002453726720000043
为剩余(m-k)个单元的任务健康度，
Figure BDA0002453726720000044
为第i个单元的任务健康度；
Figure BDA0002453726720000045
表示从m个单元中选k个单元的所有组合。
根据本发明实施例提供的方案，通过构建健康状态层流逻辑模型中的表决结构，扩展了健康状态层流逻辑模型对多种功能结构关系的表达能力，并为健康评估提供了重要的研究价值。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于理解本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1是本发明实施例提供的一种健康状态层流逻辑中表决结构的健康建模与计算方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的健康状态层流逻辑中的表决结构模型示意图；
图3是本发明实施例提供的飞轮组的健康状态层流逻辑模型为5选3的表决结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是本发明实施例提供的一种健康状态层流逻辑中表决结构的健康建模与计算方法的流程图，如图1所示，包括：
步骤S101：根据系统需要执行的任务，构建系统健康状态层流逻辑中的表决结构模型，所述表决结构是指系统内同时运行的M个单元中至少R个单元正常运行，才能使整个系统正常运行，M>R>1；
步骤S102：确定表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重；
步骤S103：利用所述表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的任务健康度；
步骤S104：利用所述表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的风险健康度。
其中，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的任务健康度包括：当表决结构中同时运行的M个单元中有R个单元正常运行时，根据表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数M以及正常运行单元个数R，分别计算当前表决结构的第一任务健康度。
其中，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的任务健康度包括：当表决结构同时运行的M个单元中有N个单元正常运行时，根据表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数M以及正常运行单元个数N，分别计算当前表决结构的第二任务健康度；其中，M>N>R。
其中，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的任务健康度包括：当表决结构同时运行的M个单元中均正常运行时，根据表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数M以及正常运行单元个数M，分别计算当前表决结构的第三任务健康度。
其中，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的任务健康度包括：根据所述当前表决结构的第一任务健康度、第二任务健康度以及第三任务健康度，计算所述表决结构系统的任务健康度；其中，计算所述表决结构系统的任务健康度的公式为：
Figure BDA0002453726720000061
其中，hsystem为表决结构系统的任务健康度；m为该系统中表决单元的个数；r为该系统正常工作时需要的最小正常单元个数，且1＜r＜m；
Figure BDA0002453726720000062
为m个单元中任选k个单元的健康度，
Figure BDA0002453726720000063
为剩余(m-k)个单元的健康度，
Figure BDA0002453726720000064
为第i个单元的健康度；
Figure BDA0002453726720000065
表示从m个单元中选k个单元的所有组合。
其中，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的风险健康度包括：当表决结构同时运行的M个单元中没有单元正常运行时，根据表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重以及同时运行的单元个数M，计算当前表决结构的第一异常风险健康度。
其中，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的风险健康度包括：当表决结构同时运行的M个单元中有n个单元正常运行时，根据表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数M以及正常运行单元个数n，分别计算当前表决结构的第二异常风险健康度；其中，R>n。
其中，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的风险健康度包括：当表决结构同时运行的M个单元中有R个单元正常运行时，根据表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数M以及正常运行单元个数R，分别计算当前表决结构的第三正常风险健康度。
其中，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的风险健康度包括：当表决结构同时运行的M个单元中有N个单元正常运行时，根据表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数M以及正常运行单元个数N，分别计算当前表决结构的第四正常风险健康度；其中，M>N≥R。
其中，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的风险健康度包括：根据所述当前表决结构的第一异常风险健康度、第二异常风险健康度、第三正常风险健康度以及第四正常风险健康度，计算所述表决结构系统的风险健康度；
其中，计算所述表决结构系统的风险健康度的公式为：
Figure BDA0002453726720000071
其中，rhsystem为表决结构系统的风险健康度；rhsystem(0)为该系统的初始风险健康度，默认为1；m为该系统中表决单元的个数；r为该系统正常工作时需要的最小正常单元个数，且1＜r＜m；
Figure BDA0002453726720000072
为m个单元中任选k个单元的任务健康度，γ1～γk为该k个单元对应的权重，
Figure BDA0002453726720000073
为剩余(m-k)个单元的任务健康度，
Figure BDA0002453726720000074
为第i个单元的任务健康度；
Figure BDA0002453726720000075
表示从m个单元中选k个单元的所有组合。
本发明的技术方案是：一种基于健康状态层流逻辑中表决结构的健康层级评估方法。包括步骤一：建立表决结构健康状态层流模型；步骤二：计算各单元权重；步骤三：计算表决系统的任务健康度和风险健康度。
本发明需要的定义如下：
1)任务健康度是评估对象完成不同既定任务的综合能力的度量。
2)风险健康度是评估对象承受执行任务过程中风险的能力的度量，对于包含多个组成单元的系统而言，其执行任务过程中的风险为各个单元无法完成既定任务与其严重程度的乘积之和。
本申请的技术方案包括如下：
步骤一：建立表决结构健康状态层流逻辑模型
健康状态层流逻辑中的表决结构模型如图2所示，在表决结构中，系统内m单元同时运行，当正常运行的单元数大于等于表决数r时，表决结构正常工作，当正常运行的单元数小于表决数r时，表决结构无法正常工作。
其中，单元的重要度Ci＝x,x∈{1,2,3,4,5},i＝1,…,n，值越大表示重要度等级越高，该单元在系统执行任务的过程中越重要，重要度可通过专家知识、历史经验等方式确定。
步骤二：计算各单元权重
单元权重的计算以单元重要度为基础，利用层次分析法进行计算。具体思路为：根据表决结构中多个单元的重要度序列得出判断矩阵，通过求解矩阵的特征向量并归一化得到各单元的权重。
层次分析法中判断矩阵的确定方法：根据下表1将重要度序列转化为层次分析法的判断矩阵。
表格1重要度等级差距与判断矩阵元素值对应表
重要度等级差距 判断矩阵元素值 重要度等级差距 判断矩阵元素值
重要度等级相同 1 重要度低一级 1/3
重要度高一级 3 重要度低两级 1/5
重要度高两级 5 重要度低三级 1/7
重要度高三级 7 重要度低四级 1/9
重要度高四级 9
若重要度序列为C＝{C1,C2,…Cn}，则对应的判断矩阵表示为：
Figure BDA0002453726720000081
其中ai,j由第i个单元和第j个单元的重要度等级差距查表确定。
求解判断矩阵A的特征根，得到最大特征值λmax对应的特征向量ω＝(ω1,ω2,…,ωn)，将特征向量线性归一化后即可得到重要度序列中对应单元的权重。线性归一化公式如下：
Figure BDA0002453726720000091
式中，βi为第i个单元的重要度。
步骤三：计算表决系统的任务健康度和风险健康度
在默认表决器始终正常工作的前提下，表决系统任务健康度的计算方法为：
Figure BDA00024537267200000911
其中，hsystem为系统的任务健康度；m为该系统中表决单元的个数；r为该系统正常工作时需要的最小正常单元个数，且1＜r＜m；
Figure BDA0002453726720000092
为m个单元中任选k个单元的健康度，
Figure BDA0002453726720000093
为剩余(m-k)个单元的健康度，
Figure BDA0002453726720000094
为第i个单元的健康度；
Figure BDA0002453726720000095
表示从m个单元中选k个单元的所有组合。
其风险健康度计算方法为：
Figure BDA0002453726720000096
其中，rhsystem为系统的风险健康度；rhsystem(0)为该系统的初始风险健康度，默认为1；m为该系统中表决单元的个数；r为该系统正常工作时需要的最小正常单元个数，且1＜r＜m；
Figure BDA0002453726720000097
为m个单元中任选k个单元的任务健康度，γ1～γk为该k个单元对应的权重，
Figure BDA0002453726720000098
为剩余(m-k)个单元的任务健康度，
Figure BDA0002453726720000099
为第i个单元的任务健康度；
Figure BDA00024537267200000910
表示从m个单元中选k个单元的所有组合。
案例说明
以姿态控制系统飞轮组的健康建模与计算为例。卫星姿控分系统中的飞轮组由5个飞轮构成，卫星姿态控制系统通过飞轮来实现卫星的姿态定位。为保证卫星的姿态稳定，需要卫星在x、y、z三轴方向稳定，因此姿态控制系统需要三个飞轮正常工作即可保证卫星姿态稳定。由于卫星具有高可靠性需求，因此卫星姿态控制系统中飞轮组包含5个飞轮，5个飞轮中当有任意三个飞轮正常工作时，即可保证卫星的三轴稳定。
步骤一、建立飞轮组表决结构模型
根据卫星姿态控制系统飞轮组的设计与工作原理，姿态控制系统飞轮组中仅需任意三个飞轮正常工作即可保证姿态稳定。构建飞轮组的健康状态层流逻辑模型为5选3的表决结构。如图3所示。
假设各个飞轮重要度相同：C1＝C2＝C3＝C4＝C5＝2.
步骤二、计算各个结构权重
根据重要度等级差距与判断矩阵元素值对应表得到的判断矩阵为：
Figure BDA0002453726720000101
求得矩阵最大特征值对应的特征向量为ω＝(0.4472，0.4472，0.4472，0.4472，0.4472)，通过归一化可得重要度权重为β1……β5＝(0.2000，0.2000，0.2000，0.2000，0.2000)。根据公式中健康度重排的顺序重排β序列，即可获得公式中γ1～γk k个单元对应的权重。
步骤三：计算飞轮组的任务健康度和风险健康度
假设根据各飞轮的监测数据和相应的健康评估方法如《一种基于地面测试数据的卫星贝叶斯网络健康确定方法；公开号：103678886B》得到飞轮的健康度，并作为飞轮的任务健康度，如下表2所示.
单机名称 任务健康度
飞轮A 0.94
飞轮B 0.95
飞轮C 0.97
飞轮D 0.90
飞轮E 0.86
根据上文中提出的表决结构模型任务健康度计算方法计算飞轮组的任务健康度，计算过程如下：
k＝3(k＝r，第一种情况，即当前仅有三个飞轮正常，飞轮组正常工作)：
序号 飞轮A 飞轮B 飞轮C 飞轮D 飞轮E 任务健康度
1 正常 正常 正常 故障 故障 0.01212694
2 正常 正常 故障 正常 故障 0.00337554
3 正常 正常 故障 故障 正常 0.00230394
4 正常 故障 正常 正常 故障 0.00574434
5 正常 故障 正常 故障 正常 0.00392074
6 正常 故障 故障 正常 正常 0.00109134
7 故障 正常 正常 正常 故障 0.00696654
8 故障 正常 正常 故障 正常 0.00475494
9 故障 正常 故障 正常 正常 0.00132354
10 故障 故障 正常 正常 正常 0.00225234
合计 0.04386020
k＝4(第二种情况，即当前有四个飞轮正常，飞轮组正常工作)：
序号 飞轮A 飞轮B 飞轮C 飞轮D 飞轮E 任务健康度
1 正常 正常 正常 正常 故障 0.10914246
2 正常 正常 正常 故障 正常 0.07449406
3 正常 正常 故障 正常 正常 0.02073546
4 正常 故障 正常 正常 正常 0.03528666
5 故障 正常 正常 正常 正常 0.04279466
合计 0.28245330
k＝5(k＝m，第三种情况，即当前五个飞轮均正常，飞轮组正常工作)
序号 飞轮A 飞轮B 飞轮C 飞轮D 飞轮E 任务健康度
1 正常 正常 正常 正常 正常 0.67044654
合计 0.67044654
对上述三种情况下飞轮组的任务健康度进行求和得到飞轮组的任务健康度：
h飞轮组＝0.04386020+0.28245330+0.67044654＝0.9967604
根据上文中提出的表决结构模型任务健康度计算方法计算飞轮组的任务健康度，计算过程如下：
当飞轮组无法正常工作时：
k＝0(第一种情况，即没有飞轮均处于健康状态，飞轮组无法正常工作)
序号 飞轮A 飞轮B 飞轮C 飞轮D 飞轮E 风险
1 故障 故障 故障 故障 故障 0.00000126
合计 0.00000126
k＝1(第二种情况，即仅有一个飞轮健康，飞轮组无法正常工作)
序号 飞轮A 飞轮B 飞轮C 飞轮D 飞轮E 风险
1 正常 故障 故障 故障 故障 0.00001974
2 故障 正常 故障 故障 故障 0.00002394
3 故障 故障 正常 故障 故障 0.00004074
4 故障 故障 故障 正常 故障 0.00001134
5 故障 故障 故障 故障 正常 0.00000774
合计 0.00010350
k＝2(第三种情况，即仅有两个飞轮健康，飞轮组无法正常工作)
Figure BDA0002453726720000121
Figure BDA0002453726720000131
当飞轮组能够正常工作时：
k＝3(第四种情况，即当前仅有三个飞轮健康，飞轮组正常工作)
序号 飞轮A 飞轮B 飞轮C 飞轮D 飞轮E 风险
1 正常 正常 正常 故障 故障 0.00033955
2 正常 正常 故障 正常 故障 0.00014177
3 正常 正常 故障 故障 正常 0.00011520
4 正常 故障 正常 正常 故障 0.00021828
5 正常 故障 正常 故障 正常 0.00018035
6 正常 故障 故障 正常 正常 0.00006548
7 故障 正常 正常 正常 故障 0.00025080
8 故障 正常 正常 故障 正常 0.00020922
9 故障 正常 故障 正常 正常 0.00005294
10 故障 故障 正常 正常 正常 0.00012163
合计 0.00169522
k＝4(第五种情况，即当前有四个飞轮正常，飞轮组正常工作)：
序号 飞轮A 飞轮B 飞轮C 飞轮D 飞轮E 风险
1 正常 正常 正常 正常 故障 0.00523884
2 正常 正常 正常 故障 正常 0.00417167
3 正常 正常 故障 正常 正常 0.00145149
4 正常 故障 正常 正常 正常 0.00232892
5 故障 正常 正常 正常 正常 0.00273886
合计 0.01592978
k＝5(第六种情况，即当前五个飞轮均正常，飞轮组正常工作)：
序号 飞轮A 飞轮B 飞轮C 飞轮D 飞轮E 风险
1 正常 正常 正常 正常 正常 0.05095394
合计 0.05095394
对上述六种情况下飞轮组的风险进行求和并在默认初始风险健康度rh(0)为1的情况下计算飞轮组的风险健康度：
Figure BDA0002453726720000141
本发明丰富了健康状态层流逻辑模型对表决结构的支持，提出了符合表决结构特点的任务健康度和风险健康度层级计算方法，为包含表决结构的复杂装备层级健康评估提供技术支撑。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种健康状态层流逻辑中表决结构的健康建模与计算方法，其特征在于，包括：
根据系统需要执行的任务，构建系统健康状态层流逻辑中的表决结构模型，所述表决结构是指系统内同时运行的m个单元中至少r个单元正常运行，才能使整个系统正常运行，m>r>1；
确定表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重；
利用所述表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的任务健康度hsystem，
Figure FDA0003284028440000011
其中，m为该系统中表决单元的个数；r为该系统正常工作时需要的最小正常单元个数，且1＜r＜m；
Figure FDA0003284028440000012
为m个单元中任选k个单元的任务健康度，
Figure FDA0003284028440000013
为剩余(m-k)个单元的任务健康度；
Figure FDA0003284028440000014
表示从m个单元中选k个单元的所有组合；
利用所述表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的风险健康度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的任务健康度包括：
当表决结构中同时运行的m个单元中有r个单元正常运行时，根据表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数m以及正常运行单元个数r，分别计算当前表决结构的第一任务健康度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的任务健康度包括：
当表决结构同时运行的m个单元中有n个单元正常运行时，根据表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数m以及正常运行单元个数n，分别计算当前表决结构的第二任务健康度；
其中，m>n>r。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的任务健康度包括：
当表决结构同时运行的m个单元中均正常运行时，根据表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数m以及正常运行单元个数m，分别计算当前表决结构的第三任务健康度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的任务健康度包括：
根据所述当前表决结构的第一任务健康度、第二任务健康度以及第三任务健康度，计算所述表决结构系统的任务健康度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的风险健康度包括：
当表决结构同时运行的m个单元中没有单元正常运行时，根据表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重以及同时运行的单元个数m，计算当前表决结构的第一异常风险健康度。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的风险健康度包括：
当表决结构同时运行的m个单元中有n个单元正常运行时，根据表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数m以及正常运行单元个数n，分别计算当前表决结构的第二异常风险健康度；
其中，m>n。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的风险健康度包括：
当表决结构同时运行的m个单元中有r个单元正常运行时，根据表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数m以及正常运行单元个数r，分别计算当前表决结构的第三正常风险健康度。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的风险健康度包括：
当表决结构同时运行的m个单元中有n个单元正常运行时，根据表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数m以及正常运行单元个数n，分别计算当前表决结构的第四正常风险健康度；
其中，m>n≥r。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述利用所述表决结构中每个单元的任务健康度和重要度权重、同时运行的单元个数以及正常运行单元个数，计算所述表决结构系统的风险健康度包括：
根据所述当前表决结构的第一异常风险健康度、第二异常风险健康度、第三正常风险健康度以及第四正常风险健康度，计算所述表决结构系统的风险健康度；
其中，计算所述表决结构系统的风险健康度的公式为：
Figure FDA0003284028440000031
其中，rhsystem为表决结构系统的风险健康度；rhsystem(0)为该系统的初始风险健康度，默认为1；m为该系统中表决单元的个数；r为该系统正常工作时需要的最小正常单元个数，且1＜r＜m；
Figure FDA0003284028440000032
为m个单元中任选k个单元的任务健康度，γ1～γk为该k个单元对应的权重，
Figure FDA0003284028440000033
为剩余(m-k)个单元的任务健康度；
Figure FDA0003284028440000041
表示从m个单元中选k个单元的所有组合。
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