[发明专利]基于PMC模型的自适应顺序故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于PMC模型的自适应顺序故障诊断方法，通过四轮诊断过程完成系统的整个诊断目标。首先，第一轮测试是以两两节点分组互相测试，诊断出部分故障节点。然后，第二轮测试是建立在剩余的节点之上，对其进行01序列划分，并采用回环诊断算法对01序列进行诊断再确定一部分故障节点。其次，第三轮的测试以前两轮测试出的故障节点为中心，令每个故障节点的检测区域内的其他节点重复测试故障节点，据测试结果判定测试节点的状态。最后，用已确定的正常节点就近测试剩余状态未确定的节点，完成系统级故障诊断。仿真结果表明该算法检测效果良好，适应性更强。

技术领域

本发明涉及多处理器系统的故障诊断技术领域，特别是涉及基于PMC模型的自适应顺序故障诊断方法。

背景技术

短短几十年的时间，从计算机网络的诞生，到现在的大数据时代的高速发展，多处理器系统已经在社会生活中已经扮演着重要的角色，尤其在航天航空、军事、电子商务等领域以及社会各行各业中都发挥着巨大作用。多处理器系统中的处理机倘若发生故障，就会引起系统崩溃不能正常运行，造成灾难性的后果和巨大的经济损失。因此系统的稳定性和可靠性已经成为了人们日益关心的问题。

多处理器系统是指由两台或多台功能相似的处理器组成，能够完成大型任务的互联网系统。由于各处理机之间可以相互交换数据，多处理器系统中的每个节点处理器是组成系统的基本部件，若其中的一些节点发生故障，极有可能导致整个系统崩溃，显见其可靠性至关重。有效定位或规避系统中的故障单元，并及时用正常节点替换以保证系统的正常运行尤为重要，因此故障诊断方法成了解决这个问题的关键措施。考虑到控制系统成本和维护开销的具体实现方面，一般通过节点间的互相测试来诊断系统中的故障处理器。

Prepara、Metze和Chien三位学者于1967年提出了最早的一种系统级故障诊断模型，后人称其为PMC故障诊断模型，简称PMC模型。他们首次将图论中的方法与理论应用于多处理机系统的故障诊断领域，从而创建了系统级故障诊断理论体系。在后来的研究过程中，研究者们对这一系统级故障诊断理论体系进行了补充与完善，其主要思想是充分利用系统中的处理器节点的通信处理能力，节点间通过互相发送测试信息并给予回复，收集并分析诊断结果确定每个处理器的处理机的状态。

按照测试关系的确定程度，可以将系统级故障诊断分为自适应诊断和非自适应诊断。自适应诊断指的是将系统的测试分成若干步骤来完成，之后的测试步骤根据前面所得的测试结果进行调整选定。非自适应诊断则是指全部的测试步骤是预先确定的，显然前者比后者的诊断测试量小。若按要求确定的故障机处理器数目划分，系统级故障诊断又可分为一步诊断和顺序诊断。一步诊断需要算法能够全部诊断出故障单元，而顺序诊断仅要求确定系统中的一个故障单元，即可自适应顺序诊断算法相较于其他类故障诊断算法，它的主要特征体现在，它能够根据测试过程中的诊断结果对测试步骤进行调整，整个测试过程是分批次完成。一般都是先安排一个轮回的测试，诊断出了部分节点的故障状态，然后在前面诊断结果的基础上安排下一次轮回的测试，直至将所有的节点状态能够被确定。