[发明专利]一种基于动态特性的飞行器任务可靠性建模方法

说明书

本发明涉及一种基于动态特性的飞行器任务可靠性建模方法，包括(1)进行飞行器系统分析和任务分析，建立飞行器任务后果状态集；(2)选择事件树(ET)方法，构建飞行器任务过程可靠性基准模型；(3)分析飞行器初始/中间任务可靠性特征，选择动态故障树(DFT)、贝叶斯网络(BN)、马尔科夫(Markov)等方法，构建初始/中间任务可靠性特征模型；(4)综合初始/中间任务可靠性模型，构建飞行器任务可靠性综合模型。本发明方法能够更加准确的描述飞行器复杂任务过程中的动态特性，综合反映飞行器任务过程中不同任务阶段飞行器系统组成动态变化对飞行器任务可靠性的影响，使得建立的任务可靠性模型更加准确。

技术领域

本发明涉及一种基于动态特性的飞行器任务可靠性建模方法，属于系统可靠性技术领域。

背景技术

目前各国在竞相研制具有多次重复使用、长期在轨停留、轨道空间机动以及在轨任务执行等多种用途的飞行器。该类型飞行器结构功能复杂，任务阶段众多，经历多种任务环境，任务可靠性受到上述因素的综合影响。因此，在飞行器研制和关键任务规划过程中，需要预先开展任务可靠性的分析和评估工作。建立能够全面反映飞行器任务过程特性的可靠性评估模型，是开展飞行器任务可靠性分析评估的基础。

目前，航天型号任务可靠性模型建立主要应用可靠性框图(RBD)模型等方法，通过构建系统任务可靠性框图模型，表征系统任务过程特征，作为开展系统可靠性分配预计、分析评估的基础。应用可靠性框图方法构建系统任务可靠性模型存在以下不足：

(1)可靠性框图模型不能准确表达系统不同任务阶段特征

复杂航天系统任务通常由多个任务阶段组成，每个任务阶段系统组成及功能各不相同，导致系统不同任务阶段具有不同的任务特征，例如系统组成单元之间的故障相关关系、系统组成单元的冗余备份等动态特性，以及系统任务阶段的多状态特性；

(2)可靠性框图模型不能准确描述系统动态任务过程

可靠性框图模型任务系统各组成单元同时工作，是一种静态描述系统工作状态的方法，无法准确描述系统实际工作过程中的动态特性；

(3)可靠性框图模型不能准确反映系统产品多故障模式对系统任务可靠性的影响

可靠性框图模型中系统各组成单元仅有故障和工作两种状态，实际工作中许多产品存在功能性能下降等降级状态，因此系统可靠性框图模型不能真实反映系统各组成单元多故障模式对系统任务可靠性的影响。

综上，根据可靠性框图模型建立的系统可靠性任务可靠性模型，存在不能准确表征系统任务特征的不足，需要提出能够准确描述复杂系统任务可靠性动态特征的可靠性建模方法。

发明内容

本发明所解决的问题是:克服现有技术的不足，提供了一种基于动态特性的飞行器任务可靠性建模方法，能够更加准确的描述飞行器复杂任务过程中的动态特性，综合反映飞行器任务过程中不同任务阶段飞行器系统组成动态变化对飞行器任务可靠性的影响，使得建立的任务可靠性模型更加准确。

本发明的技术解决方案是：一种基于动态特性的飞行器任务可靠性建模方法，步骤如下：

(1)进行飞行器系统分析和任务分析，将飞行器任务划分为发射上升、空间运行和返回着陆三个阶段，明确完成各阶段任务中涉及的飞行器分系统以及各分系统完成任务的成功准则，建立飞行器任务后果状态集；

(2)根据步骤(1)建立的飞行器任务后果状态集，将发射上升阶段作为初始任务，空间运行和返回着陆作为中间任务，利用事件树方法，构建飞行器任务过程可靠性基准模型；