CN114329911A - 基于使用场景模型的飞控系统功能故障分析方法 - Google Patents
基于使用场景模型的飞控系统功能故障分析方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114329911A CN114329911A CN202111483100.0A CN202111483100A CN114329911A CN 114329911 A CN114329911 A CN 114329911A CN 202111483100 A CN202111483100 A CN 202111483100A CN 114329911 A CN114329911 A CN 114329911A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fault
- model
- flight control
- function
- scene
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 74
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 230000006870 function Effects 0.000 claims abstract description 114
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 39
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 30
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 15
- 208000032460 X-linked 1 intellectual disability-hypotonic facies syndrome Diseases 0.000 claims description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 6
- 238000001518 sector field mass spectrometry Methods 0.000 claims description 6
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 4
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 4
- 230000009194 climbing Effects 0.000 claims description 3
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 230000003416 augmentation Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 230000005714 functional activity Effects 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000009960 carding Methods 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000011058 failure modes and effects analysis Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Traffic Control Systems (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
Abstract
本发明提供一种基于使用场景模型的飞控系统功能故障分析方法，其包括以下步骤：S1：构建使用场景模型，确定使用场景与活动对应关系；S2：构建系统功能模型，确定活动与功能对应关系以及系统功能架构；S3：故障逻辑关系建模，通过模型扩展定义功能、活动、场景故障状态，并分别建立功能内部故障逻辑关系、功能故障‑活动故障逻辑关系、活动故障‑场景故障逻辑关系；S4：基于故障逻辑模型开展系统功能故障分析，确定影响任务的功能故障或组合。本发明解决传统功能故障分析方法不准确、不全面问题，通过“功能‑活动‑场景”的故障转播链自动开展影响安全、任务的关键功能故障识别。
Description
技术领域
本发明属于航空系统可靠性技术领域，具体涉及一种基于使用场景模型的飞控系统功能故障分析方法。
背景技术
随着航空装备水平的不断提升，航空系统的功能和结构越来越复杂、相互之间的作用与耦合越来越隐蔽，导致系统发生故障的可能性增大、故障发生方式愈加复杂。传统可靠性分析手段(如FMEA、FTA等)需要依靠人工推演，很难识别出影响任务的关键功能故障，分析结果不全面、不准确。基于模型的系统工程(MBSE)方法和技术在复杂航空装备的研制中正逐步得到推广和应用。基于模型的系统工程采用面向对象的图形化、可视化的系统建模语言描述系统的概念、需求和架构，通过建模、仿真等数字化手段，为解决复杂系统需求分析、功能分析和架构设计问题提供有效途径，确保设计的准确性、一致性和全面性，降低时间和费用风险。在飞机级、系统级实施MBSE研制模式过程中，一般需要进行系统的使用场景分析、功能需求分析，构建使用场景模型和功能模型，详细描述了任务剖面、完成系统任务的使用活动以及系统架构。在此模型基础上可进行故障建模，形成“功能故障-活动故障-场景故障”的关联模型，从而识别出影响任务的功能失效故障模式或组合，为系统可靠性设计要求的确定奠定基础。
为此，本发明提出一种基于使用场景模型的飞控系统功能故障分析方法，并可实现基于使用场景模型和功能模型的功能故障分析，识别关键功能故障模式。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足，本发明的目的是提出一种基于使用场景模型的飞控系统功能故障分析方法，为可靠性及安全性分析过程中提供一种识别影响任务的关键功能故障状态的方法，旨在解决复杂系统故障模式多及故障影响关系复杂等问题，并能够给出准确的故障影响分析结果，便于工作人员可以明确影响任务的系统关键功能故障状态及其影响后果，指明系统可靠性设计的重点和方向。
具体的，本发明提供一种基于使用场景模型的飞控系统功能故障分析方法，其包括以下步骤：
S1、构建使用场景模型，其具体包括以下子步骤：
S11、从不同主体的视角出发，识别出系统在特定的运行背景环境下的使用任务，使用SYSML的用例图构建主体、使用任务及两者之间的关系；
S12、针对每一个使用任务，分析其使用任务的过程，定义完成任务过程中包含的活动流程，并使用SYSML的活动图构建使用任务的活动流程；
S13、针对每一个任务活动流程，筛选出与飞控系统相关的场景及活动；
S14、将使用场景模型以{SeM，AcM，R<A>，SeMS，AcMS，}表示，其中SeM表示场景模块，AcM表示活动模块，R<A>表示活动交联关系，SeMS表示场景模块状态，默认初始状态为正常，AcMS表示活动模块状态，默认初始状态为正常；
S2、构建系统功能模型，其具体包括以下子步骤：
S21、按照不同使用任务下同类场景合并、特殊使用场景独立的分析原则，确定系统的外部参与者及实现的使用活动，使用SYSML的用例图构建系统参与者、使用活动及其实现关系；
S22、针对每一个使用活动，分析并确定实现使用活动的功能流，使用SYSML的活动图构建系统功能流；
S23、依据功能层次关系及功能交互关系，使用SYSML的内部块图构建系统功能架构，描述分配给系统/参与者的底层功能及功能间的数据流；
S24、将系统功能模型以{FM，FMP，FMS，SFM，R<SF>，SFMS，SFMP}表示，其中FM表示顶层功能模块，FMP表示顶层功能模块输出端口，FMS表示顶层功能模块状态，默认初始状态为正常，SFM表示子功能模块，R<SF>表示子功能模块连接关系，SFMS表示子功能模块状态，默认初始状态为正常，SFMP表示子功能模块输出端口；
S3、建立故障逻辑模型，其具体包括以下子步骤：
S31、对场景模型中的任务元素正常状态扩展定义场景故障状态，活动元素正常状态扩展定义活动故障状态；
S32、根据历史数据或工程经验确定系统及参与者的底层功能的失效模式，以底层功能失效模式数据为输入，对功能模型中系统功能模块和底层功能模块的状态进行扩展，定义其功能故障模式；
S33、采用故障树的方法构建活动故障-场景故障逻辑关系，顶事件为场景故障状态，底事件为活动故障状态，通过逻辑门表达底事件与顶事件的布尔逻辑关系；
S34、采用故障树的方法构建功能故障-活动故障逻辑关系，顶事件为活动故障状态，底事件为功能故障状态，通过逻辑门表达底事件与顶事件的布尔逻辑关系；
S35、采用故障树的方法构建系统功能架构局部故障逻辑关系，顶事件为输出端口的功能失效状态，底事件为模块的输入端口故障类型和自身故障状态，通过逻辑门表达底事件与顶事件的布尔逻辑关系；
S36、以场景故障状态为源，按照从上到下、从右至左的顺序，基于模块之间的交互关系与模块内部的故障逻辑关系，采用数据流反向推演的方法，追溯所有导致顶事件发生的组件故障状态，直至所有底事件均无法继续展开，并利用与门及或门建立其故障逻辑关系，从而得到故障逻辑模型；
S4、基于故障逻辑模型的功能故障分析：
基于步骤S3得到的故障逻辑模型，自下而上沿着逻辑门追溯最底层模块故障状态所能引起的任务故障状态，从而确定影响任务的关键功能故障及组合。
优选的，所述步骤S4中的分析方法具体为：在追溯过程中，识别途径都是或门的故障或故障组合识别为关键故障。
优选的，步骤S12中活动流程包括执行任务所需操作、操作路径和路径判定条件。
优选的，步骤S22中功能流包括实现使用活动所需操作、操作路径和路径判定条件。
优选的，所述步骤S12中的任务过程包括滑出、爬升、出航巡航、加油、高空投放、低空投放、突防、返航巡航、下降和进场着陆。
优选的，所述步骤S21中的使用活动包括基本飞行控制、加油飞行控制、投弹飞行控制、自动飞行控制和突防飞行控制。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供一种基于使用场景模型的飞控系统功能故障分析方法，可以有效解决系统使用场景多、功能架构交互关系复杂、故障影响关系复杂等问，能够解决传统关键功能识别方法不准确、不全面问题；并且以图形化方式清晰直观显示“功能-活动-场景”的故障转播关系。并且能够准确识别导致任务失效的关键功能故障模式，指导设计改进，具有非常大的工程实践的优势，可以减少大量的人力物力。
(2)本发明通过故障树的方式建立系统功能架构局部故障逻辑关系，能够非常迅速的分析场景的故障状态，分析结果全面准确。通过本发明的方法，对于任意一个使用场景模型，最终能够以图形化方式直观清晰显示“功能-活动-场景”的故障转播关系，用于解决复杂系统功能故障分析工作，准确定位关键功能故障模式。
附图说明
图1为本发明的方法流程示意图；
图2为本发明的方法的整体架构框图；
图3为飞机用例图在本发明中场景模型构建的示例图；
图4为飞机场景活动图在本发明中场景模型构建的示例图；
图5为系统用例图在本发明中功能模型构建的示例图；
图6为系统功能活动图在本发明中功能模型构建的示例图；
图7为本发明中场景故障-活动故障逻辑模型示例图；
图8a-图8d分别为本发明中活动故障-功能故障逻辑模型的示例图；
图9为本发明中场景故障-活动故障-功能故障逻辑模型的示例图。
具体实施方式
本发明提出一种基于使用场景模型的飞控系统功能故障分析方法。首先，构建使用场景模型，以用例图、活动图形式描述使用场景与活动关系；构建系统功能模型，以用例图、活动图、内部块图形式描述活动与功能及功能交互关系；然后构建故障逻辑模型，以故障树形式构建场景、活动与功能之间故障逻辑关系；最后，基于故障逻辑模型形成以场景故障状态为顶事件，功能故障状态为底事件的故障树模型，识别出导致任务失败的关键功能故障模式。
本发明的创新之处在于能够以图形化方式直观清晰显示“功能-活动-场景”的故障转播关系，用于解决复杂系统功能故障分析工作，准确定位关键功能故障模式。
具体地，本发明提供一种基于使用场景模型的飞控系统功能故障分析方法，如图1及图2所示，其包括以下步骤：
S1、构建使用场景模型，其具体包括以下子步骤：
S11、从不同主体的视角出发，识别出系统在特定的运行背景环境下的使用任务，使用SYSML的用例图构建主体、使用任务及两者之间的关系。
S12、针对每一个使用任务，分析其使用任务的过程，定义完成任务过程中包含的活动流程，并使用SYSML的活动图构建使用任务的活动流程，活动流程包括执行任务所需操作、操作路径和路径判定条件。
S13、针对每一个任务活动流程，筛选出与飞控系统相关的场景及活动。
S14、将使用场景模型以{SeM，AcM，R<A>，SeMS，AcMS，}表示，其中SeM表示场景模块，AcM表示活动模块，R<A>表示活动交联关系，SeMS表示场景模块状态，默认初始状态为正常，AcMS表示活动模块状态，默认初始状态为正常；在本实施例中构建某飞机场景模型。
X飞机根据作战任务要求，共划分为Z、C、S、R四个任务剖面，使用其用例图定义与外部参与者之间的交联关系，如图3所示。
以任务剖面R为例，其使用场景可划分为滑跑起飞、爬升、出航巡航、加油、返航巡航、下降以及进场着陆。以各使用场景为对象，开展基于活动图的场景活动要素分析。以滑跑起飞过程为例，主要的使用活动包括：飞机地面上电、上电BIT自检、打开武器舱门、武器挂弹、关闭武器舱门、添加燃油、燃油位显示、启动发动机、机上供电、飞行前BIT、除冰、接收推出指令、飞机转弯推出、飞机刹停、接收出动指令、发动机调制0.7额定值预热、调整发动机至起飞推力、调整襟翼至起飞位置、松开刹车、飞机加速起飞、收上起落架、关闭起落架舱门、飞机持续爬升至安全高度等。在该项场景过程中，与外部交互的对象主要包括地勤人员、起飞机场、飞行员。具体活动图模型如图4所示。
根据飞机级各场景活动图分析，识别与飞控系统相关的场景，分析结果如表1所示。
表1飞控系统相关活动与场景分析
S2、构建系统功能模型，其具体包括以下子步骤：
S21、按照不同使用任务下同类场景合并、特殊使用场景独立的分析原则，确定系统的外部参与者及实现的使用活动，使用SYSML的用例图构建系统参与者、使用活动及其实现关系。
S22、针对每一个使用活动，分析并确定实现使用活动的功能流，使用SYSML的活动图构建系统功能流，功能流包括实现使用活动所需操作、操作路径和路径判定条件。
S23、依据功能层次关系及功能交互关系，使用SYSML的内部块图构建系统功能架构，描述分配给系统/参与者的底层功能及功能间的数据流。
S24、将系统功能模型以{FM，FMP，FMS，SFM，R<SF>，SFMS，SFMP}表示，其中FM表示顶层功能模块，FMP表示顶层功能模块输出端口，FMS表示顶层功能模块状态，默认初始状态为正常，SFM表示子功能模块，R<SF>表示子功能模块连接关系，SFMS表示子功能模块状态，默认初始状态为正常，SFMP表示子功能模块输出端口。
在本实施例中构建飞控系统的功能模型：
结合表1分析结果，按照不同任务阶段下同类场景合并、特殊使用场景独立分析原则，将飞控系统分为基本飞行控制、加油飞行控制、投弹飞行控制、自动飞行控制、突防飞行控制，用例图定义如图5所示。
针对飞控系统确定各项用例，开展基于活动图的飞控系统功能活动分析。以加油飞行控制用例为例，飞控系统的纵向飞行相关功能包括俯仰角保护功能、俯仰松杆姿态保持功能、法向过载保护功能、迎角保护功能、超速保护功能、人工俯仰配平功能、俯仰增稳功能、空中加油俯仰增稳功能、投放抑制功能、自动俯仰配平功能、俯仰基本功能、升降副翼辅助功能，具体活动图构建结果如图6所示。通过各用例活动分析梳理形成飞控系统功能清单如表2所示。
表2飞控系统功能清单
| 功能名称 | 相关用例 |
| 俯仰基本控制功能 | 加油飞行控制、基本飞行控制、投弹飞行控制 |
| 俯仰增稳控制功能 | 加油飞行控制、基本飞行控制、投弹飞行控制 |
| 法向过载保护功能 | 加油飞行控制、基本飞行控制、投弹飞行控制 |
| 俯仰角保护功能 | 加油飞行控制、基本飞行控制、投弹飞行控制 |
| 俯仰松杆姿态保持功能 | 加油飞行控制、基本飞行控制、投弹飞行控制 |
| 空中俯仰增稳功能 | 加油飞行控制 |
| 投弹俯仰自动补偿功能 | 投弹飞行控制 |
| 增升控制功能-1 | 加油飞行控制、基本飞行控制、投弹飞行控制 |
| 增升控制功能-2 | 突防飞行控制 |
| 增升控制功能-3 | 加油飞行控制、基本飞行控制、投弹飞行控制 |
| 投放抑制功能 | 加油飞行控制、基本飞行控制、投弹飞行控制 |
S3、建立故障逻辑模型，其具体包括以下子步骤：
S31、对场景模型中的任务元素正常状态扩展定义场景故障状态，活动元素正常状态扩展定义活动故障状态。
S32、根据历史数据或工程经验确定系统及参与者的底层功能的失效模式，以底层功能失效模式数据为输入，对功能模型中系统功能模块和底层功能模块的状态进行扩展，定义其功能故障模式。
S33、采用故障树的方法构建活动故障-场景故障逻辑关系，顶事件为场景故障状态，底事件为活动故障状态，通过逻辑门表达底事件与顶事件的布尔逻辑关系。
S34、采用故障树的方法构建功能故障-活动故障逻辑关系，顶事件为活动故障状态，底事件为功能故障状态，通过逻辑门表达底事件与顶事件的布尔逻辑关系。
S35、采用故障树的方法构建系统功能架构局部故障逻辑关系，顶事件为输出端口的功能失效状态，底事件为模块的输入端口故障类型和自身故障状态，通过逻辑门表达底事件与顶事件的布尔逻辑关系。
S36、以场景故障状态为源，按照从上到下、从右至左的顺序，基于模块之间的交互关系与模块内部的故障逻辑关系，采用数据流反向推演的方法，追溯所有导致顶事件发生的组件故障状态，直至所有底事件均无法继续展开，并利用与门及或门建立其故障逻辑关系，从而得到故障逻辑模型。
在本实施例中飞控系统故障逻辑关系建模：
针对各剖面下的场景进行场景故障状态定义，剖面R-滑跑起飞故障状态定义如表所示。
表3剖面R-滑跑起飞故障状态定义
| 编号 | 故障状态 |
| 1 | 飞机损毁 |
| 2 | 加重飞行品质 |
| 3 | 降低飞行品质 |
| 4 | 任务终止返航 |
针对各场景下的活动进行活动故障状态定义。以空中加油场景的“根据飞机重心调整飞机姿态”活动为例，其故障状态具体构建结果如表4所示。
表4空中JY场景故障状态定义
| 编号 | 故障状态 |
| 1 | 飞机损毁 |
| 2 | 加重飞行品质 |
| 3 | 降低飞行品质 |
| 4 | 任务终止返航 |
针对各功能进行功能故障状态定义，以俯仰基本控制功能为例，其功能故障模式定义结果如下：
表5飞控系统俯仰基本控制功能故障状态定义
| 编号 | 故障状态 |
| 1 | 丧失所有升降舵/方向舵俯仰控制 |
| 2 | 丧失任意三块升降舵/方向舵俯仰控制 |
| 3 | 丧失两块上升降舵/方向舵俯仰控制 |
| 4 | 丧失两块下升降舵/方向舵俯仰控制 |
| 5 | 丧失对角两块升降舵/方向舵俯仰控制 |
| 6 | 三块升降舵/方向舵非指令俯仰偏转超过许可限制(急偏) |
| 7 | 三块升降舵/方向舵非指令俯仰振荡超过许可限制 |
| 8 | 丧失驾驶杆俯仰阻尼和杆力 |
| 9 | 丧失驾驶杆俯仰阻尼 |
| 10 | 丧失驾驶杆俯仰杆力 |
以场景故障状态为顶事件、以活动故障状态为底事件，构建活动-场景层级的故障传播与影响关系。以“空中加油场景”为例，导致飞机损毁的具体建模结果如图7所示。
以活动故障状态为顶事件、以功能故障状态为底事件，构建功能-活动层级的故障传播与影响关系。导致飞机损毁的各活动建模如图8a-图8d所示。
根据上述构建内容，自动生成功能-活动-场景故障传播影响关系。以空中加油场景为例，则导致该场景飞机损毁的故障传播影响分析如图9所示。
S4、基于故障逻辑模型的功能故障分析：
基于步骤S3得到的故障逻辑模型，自下而上沿着逻辑门追溯最底层模块故障状态所能引起的任务故障状态，从而确定影响任务的关键功能故障及组合。
优选的，步骤S4中的分析方法具体为：在追溯过程中，识别途径都是或门的故障或故障组合识别为关键故障。
在本实施例中飞控系统功能故障分析：
以空中加油场景为例，则导致其飞机损毁的功能故障分析如表6所示。
表6飞控系统功能故障分析结果
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种基于使用场景模型的飞控系统功能故障分析方法，其特征在于：其包括以下步骤：
S1、构建使用场景模型，其具体包括以下子步骤：
S11、从不同主体的视角出发，识别出系统在特定的运行背景环境下的使用任务，使用SYSML的用例图构建主体、使用任务及两者之间的关系；
S12、针对每一个使用任务，分析其使用任务的过程，定义完成任务过程中包含的活动流程，并使用SYSML的活动图构建使用任务的活动流程；
S13、针对每一个任务活动流程，筛选出与飞控系统相关的场景及活动；
S14、将使用场景模型以{SeM，AcM，R<A>，SeMS，AcMS，}进行表示，其中SeM表示场景模块，AcM表示活动模块，R<A>表示活动交联关系，SeMS表示场景模块状态，默认初始状态为正常，AcMS表示活动模块状态，默认初始状态为正常；
S2、构建系统功能模型，其具体包括以下子步骤：
S21、按照不同使用任务下同类场景合并、特殊使用场景独立的分析原则，确定系统的外部参与者及实现的使用活动，使用SYSML的用例图构建系统外部参与者、使用活动及其实现关系；
S22、针对每一个使用活动，分析并确定实现使用活动的功能流，使用SYSML的活动图构建系统功能流；
S23、依据功能层次关系及功能交互关系，使用SYSML的内部块图构建系统功能架构，描述分配给系统/参与者的底层功能及功能间的数据流；
S24、将系统功能模型以{FM，FMP，FMS，SFM，R<SF>，SFMS，SFMP}表示，其中FM表示顶层功能模块，FMP表示顶层功能模块输出端口，FMS表示顶层功能模块状态，默认初始状态为正常，SFM表示子功能模块，R<SF>表示子功能模块连接关系，SFMS表示子功能模块状态，默认初始状态为正常，SFMP表示子功能模块输出端口；
S3、建立故障逻辑模型，其具体包括以下子步骤：
S31、对场景模型中的任务元素正常状态扩展定义场景故障状态，活动元素正常状态扩展定义活动故障状态；
S32、根据历史数据或工程经验确定系统及参与者的底层功能的失效模式，以底层功能失效模式数据为输入，对功能模型中系统功能模块和底层功能模块的状态进行扩展，定义其功能故障模式；
S33、采用故障树的方法构建活动故障-场景故障逻辑关系，顶事件为场景故障状态，底事件为活动故障状态，通过逻辑门表达底事件与顶事件的布尔逻辑关系；
S34、采用故障树的方法构建功能故障-活动故障逻辑关系，顶事件为活动故障状态，底事件为功能故障状态，通过逻辑门表达底事件与顶事件的布尔逻辑关系；
S35、采用故障树的方法构建系统功能架构局部故障逻辑关系，顶事件为输出端口的功能失效状态，底事件为模块的输入端口故障类型和自身故障状态，通过逻辑门表达底事件与顶事件的布尔逻辑关系；
S36、以场景故障状态为源，按照从上到下、从右至左的顺序，基于模块之间的交互关系与模块内部的故障逻辑关系，采用数据流反向推演的方法，追溯所有导致顶事件发生的组件故障状态，直至所有底事件均无法继续展开，并利用与门及或门建立其故障逻辑关系，从而得到故障逻辑模型；
S4、基于故障逻辑模型的功能故障分析：
基于步骤S3得到的故障逻辑模型，自下而上沿着逻辑门追溯最底层模块故障状态所能引起的任务故障状态，从而确定影响任务的关键功能故障及组合。
2.根据权利要求1所述的基于使用场景模型的飞控系统功能故障分析方法，其特征在于：所述步骤S4中的分析方法具体为：在追溯过程中，识别途径都是或门的故障或故障组合识别为关键故障。
3.根据权利要求1所述的基于使用场景模型的飞控系统功能故障分析方法，其特征在于：步骤S12中活动流程包括执行任务所需操作、操作路径和路径判定条件。
4.根据权利要求1所述的基于使用场景模型的飞控系统功能故障分析方法，其特征在于：步骤S22中功能流包括实现使用活动所需操作、操作路径和路径判定条件。
5.根据权利要求3所述的基于使用场景模型的飞控系统功能故障分析方法，其特征在于：所述步骤S12中的任务过程包括滑出、爬升、出航巡航、加油、高空投放、低空投放、突防、返航巡航、下降和进场着陆。
6.根据权利要求1所述的基于使用场景模型的飞控系统功能故障分析方法，其特征在于：所述步骤S21中的使用活动包括基本飞行控制、加油飞行控制、投弹飞行控制、自动飞行控制和突防飞行控制。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111483100.0A CN114329911B (zh) | 2021-12-07 | 2021-12-07 | 基于使用场景模型的飞控系统功能故障分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111483100.0A CN114329911B (zh) | 2021-12-07 | 2021-12-07 | 基于使用场景模型的飞控系统功能故障分析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114329911A true CN114329911A (zh) | 2022-04-12 |
| CN114329911B CN114329911B (zh) | 2024-04-16 |
Family
ID=81049156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111483100.0A Active CN114329911B (zh) | 2021-12-07 | 2021-12-07 | 基于使用场景模型的飞控系统功能故障分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114329911B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115712955A (zh) * | 2022-11-18 | 2023-02-24 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种航空发动机设计需求分析中典型使用场景构建方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109241583A (zh) * | 2018-08-17 | 2019-01-18 | 北京航空航天大学 | 基于马尔科夫的人机交互系统可靠度求解方法 |
| CN109270851A (zh) * | 2018-08-17 | 2019-01-25 | 北京航空航天大学 | 人机交互动态故障树认知过载故障逻辑门的设计方法 |
| CN111639436A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-09-08 | 中国航空综合技术研究所 | 系统故障传播模型建模方法 |
| US20210049060A1 (en) * | 2018-04-17 | 2021-02-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for identifying and evaluating common cause failures of system components |
| CN112464463A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-09 | 上海交通大学 | 基于飞行过程的面向参数功能模型的仿真实现方法 |
| CN112668210A (zh) * | 2021-02-18 | 2021-04-16 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 基于故障树的飞机复杂系统任务可靠性建模预计方法 |
-
2021
- 2021-12-07 CN CN202111483100.0A patent/CN114329911B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210049060A1 (en) * | 2018-04-17 | 2021-02-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for identifying and evaluating common cause failures of system components |
| CN109241583A (zh) * | 2018-08-17 | 2019-01-18 | 北京航空航天大学 | 基于马尔科夫的人机交互系统可靠度求解方法 |
| CN109270851A (zh) * | 2018-08-17 | 2019-01-25 | 北京航空航天大学 | 人机交互动态故障树认知过载故障逻辑门的设计方法 |
| CN111639436A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-09-08 | 中国航空综合技术研究所 | 系统故障传播模型建模方法 |
| CN112464463A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-09 | 上海交通大学 | 基于飞行过程的面向参数功能模型的仿真实现方法 |
| CN112668210A (zh) * | 2021-02-18 | 2021-04-16 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 基于故障树的飞机复杂系统任务可靠性建模预计方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 胡晓义;王如平;王鑫;付永涛;: "基于模型的复杂系统安全性和可靠性分析技术发展综述", 航空学报, no. 06, 27 December 2019 (2019-12-27) * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115712955A (zh) * | 2022-11-18 | 2023-02-24 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种航空发动机设计需求分析中典型使用场景构建方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114329911B (zh) | 2024-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102722624B (zh) | 一种用于飞机适航审定及设计评估的飞行场景开发方法 | |
| CN114329911A (zh) | 基于使用场景模型的飞控系统功能故障分析方法 | |
| Angelov | Model-based systems engineering of flight control for VTOL transition aircraft | |
| Burcham Jr et al. | Development and flight evaluation of an emergency digital flight control system using only engine thrust on an F-15 airplane | |
| Merlin | Breaking the Mishap Chain | |
| Cowart et al. | An overview of the Gulfstream/NASA Quiet SpikeTM flight test program | |
| Joyce | Flying beyond the stall: the X-31 and the advent of supermaneuverability | |
| Hamidani et al. | Evaluating the autonomous flying qualities of a simulated variable stability aircraft | |
| Sibilski | An agile aircraft non-linear dynamics by continuation methods and bifurcation theory | |
| Yin et al. | Pilot-Induced Oscillation Analysis for Receiver in Flying-Boom Aerial Refueling via Mission-Oriented Evaluation | |
| Beard et al. | Space shuttle landing and rollout training at the vertical motion simulator | |
| Norton | Balancing modelling and simulation with flight test in military aircraft development | |
| Theodore et al. | Effect of control system augmentation on handling qualities and task performance in good and degraded visual environments | |
| Jihui et al. | Safety risk assessment and prevention and control measures for reloading airdrop missions | |
| Stewart | Flight-determined benefits of integrated flight-propulsion control systems | |
| Wallace | Parametric and optimisation techniques for airplane design synthesis | |
| McRuer et al. | PIO-a historical Perspective | |
| HICKS et al. | Flight test techniques for the X-29A aircraft | |
| Kim et al. | Development and Validation of Automatic Thrust Control System | |
| Berry | NASA DC-8 Dual Engine Flameout-Close Call (MIG-11951): CRM Case Study | |
| Zanette et al. | Flight Tests of Crosswind on the EMB-314 Aircraft | |
| Zyluk et al. | Some Thoughts on Aircraft Accidents Reconstruction and Simulation: a Forensic Engineering Case Studies | |
| Poole et al. | SOME EXAMPLES OF PROCEDURES USED IN UK FOR ACCEPTANCE TESTING OF AIRCRAFT PRODUCED | |
| Stoop | Towards a failsafe flight envelope protection: the recovery shield | |
| Moua et al. | Stability and Controls Flight Test Results of a 24ft Telescoping Nose Boom on an F-15B Aircraft |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |