[发明专利]基于最小路不交化的飞机非相似作动系统可靠性确认方法

摘要

本发明公开了基于最小路不交化的飞机非相似作动系统可靠性确认方法，步骤如下1、定义可靠性表达式的变量；2、运用变量计算可靠性概率的多项表达式，并做字符化处理；3、对字符化处理后的可靠性概率的多项表达式，进行分割提取后存入数组array1中；4、构造全2矩阵ONE2；5、根据对比法则判断数组array1中的元素，得到最小路矩阵；6、将最小路矩阵的元素按2的位置和数量重新排序；7、通过基于锐积运算的不交化算法，求出不交化矩阵；8、对不交化矩阵代入输入参数，求解可靠性数值。优点利用最小路理论对展开项进行化简，极大的降低了运算量，通过锐积运算的方法，去掉了概率计算中的包含项，提高了计算准确性。

主权项

基于最小路不交化的飞机非相似作动系统可靠性确认方法，所述的飞机非相似作动系统，包括4片副翼、2片升降舵和1片方向舵，每片副翼和升降舵均各由2个作动器驱动，方向舵由3个作动器驱动；其特征在于，可靠性确认方法的步骤如下：步骤一：定义可靠性表达式的变量；所述的可靠性表达式的变量，包括2个左外副翼作动器的可靠度，2个左内副翼作动器的可靠度，2个右外副翼作动器的可靠度，2个右内副翼作动器的可靠度，2个左升降舵作动器的可靠度，2个右升降舵作动器的可靠度，3个方向舵作动器的可靠度；4个能源节点的可靠度，3个主飞控计算机的可靠度，以及3个辅助飞控计算机的可靠度；将可靠性表达式的变量按顺序排列，保存在字符串矩阵ONE1中，字符串矩阵ONE1＝['S1 S2 S3 S4 P1 P2 P3 F1 F2 F3 LOA1 LOA2 LIA1 LIA2 RIA1 RIA2 ROA1 ROA2 LE1 LE2 RE1 RE2 R1 R2 R3']；LOA1为第一左外副翼作动系统的可靠度；LOA2为第二左外副翼作动系统的可靠度；LIA1为第一左内副翼作动系统的可靠度；LIA2为第二左内副翼作动系统的可靠度；RIA1为第一右内副翼作动系统的可靠度；RIA2为第二右内副翼作动系统的可靠度；ROA1为第一右外副翼作动系统的可靠度；ROA2为第二右外副翼作动系统的可靠度；LE1为第一左升降舵作动系统的可靠度；LE2为第二左升降舵作动系统的可靠度；RE1为第一右升降舵作动系统的可靠度；RE2为第二右升降舵作动系统可靠度；R1为第一方向舵作动系统的可靠度；R2为第二方向舵作动系统的可靠度；R3为第三方向舵作动系统的可靠度；S1为第一能源节点的可靠度；S2为第二能源节点的可靠度；S3为第三能源节点的可靠度；S4为第四能源节点的可靠度；P1为第一主飞控计算机的可靠度；P2为第二主飞控计算机的可靠度；P3为第三主飞控计算机的可靠度；F1为第一辅助飞控计算机的可靠度；F2为第二辅助飞控计算机的可靠度；F3为第三辅助飞控计算机的可靠度；步骤二：运用变量计算可靠性概率的多项表达式，并展开表达式做字符化处理；可靠性概率的多项表达式如下：ANSWER＝(LOA+LIA+RIA+ROA)*(LE+RE)*(R)其中，ANSWER为逻辑运算结果；其中，LOA表示2个左外副翼；LIA表示2个左内副翼；ROA表示2个右外副翼；RIA表示2个右内副翼；LE表示2个左升降舵；RE表示2个右升降舵；R表示1片方向舵；将多项表达式展开为各项相加的展开式，表示为字符串形式arrayall；步骤三：对字符化处理后的可靠性概率的多项表达式，进行分割提取后存入数组array1中；遍历字符串形式展开式arrayall，判断字符串中所有“+”的位置，将第一个“+”之前的字符串，最后一个“+”之后的字符串，以及相邻两个“+”之间的字符串循环更新到数组array1中；步骤四：根据字符串矩阵ONE1所含有元素的个数，构造对应列的全2矩阵ONE2；步骤五：根据对比法则判断数组array1中的元素，通过蕴含化简得到最小路矩阵；步骤501、根据字符串与矩阵的对比法则，对数组array1中的元素与字符串矩阵ONE1一一对比；数组array1中第一次存放的是字符串展开式arrayall第一个+之前的字符；对比法则如下：将数组array1中的字符串与字符串矩阵ONE1进行字符串比对，如果字符串矩阵ONE1中含有数组array1中的元素，将字符串矩阵ONE1中对应元素的位置记录，并将全2矩阵ONE2中与字符串矩阵ONE1相同的位置修改为1，得到由1和2组成的单行混合矩阵ONE；步骤502、将单行混合矩阵ONE存入NUMBER矩阵中；NUMBER矩阵初始为空矩阵，第一行保存的是步骤501得到的单行混合矩阵ONE；步骤503、继续遍历字符串形式展开式arrayall，按序选取下一个字符串保存到数组array1中，重新构造全2矩阵ONE，根据步骤501对比法则，将数组array1中的元素与字符串矩阵ONE1对比，结果更新到单行混合矩阵ONE，定义计数值numj＝0；步骤504、依次对NUMBER矩阵中每一行元素进行如下处理：将NUMBER矩阵中某行元素与单行混合矩阵ONE进行相减，并将结果保存在行矩阵NUMtemp中，根据NUMtemp中元素的正数和负数的个数，更新计数值numj；如果正数的个数等于0并且负数的个数大于0，用ONE中的数据替换NUMBER矩阵中该行的数据，更新numj自加1；如果正数的个数等于0并且负数的个数等于0，更新numj自加1；如果正数的个数大于0并且负数的个数等于0，更新numj自加1；步骤505、将NUMBER矩阵中所有行进行步骤504后，判断numj是否等于0，如果是，将单行混合矩阵ONE作为NUMBER矩阵中新的一行保存，进入步骤506；否则直接进入步骤506；步骤506、返回步骤503，直至将arrayall中所有字符串判断完毕；步骤507、去除NUMBER矩阵中的重复行，得到最小路矩阵NUMBERuni；步骤六：将最小路矩阵的元素按2的位置和数量对行重新排序，构造用于不交化算法的矩阵；遍历最小路矩阵NUMBERuni，统计每一行中所有2的项数，合并到最小路矩阵NUMBERuni最后一列，根据最后一列的数值，按从小到大顺序重新对矩阵NUMBERuni中的行排序，如果某两行的最后一列的数值一样大，则顺序比较两行中对应列的数值，根据数值从小到大对行排序；最后去除矩阵NUMBERuni最后一列，得到与最小路矩阵NUMBERuni同大小的矩阵A；步骤七：通过基于锐积运算的不交化算法，求出不交化矩阵；步骤701、取矩阵A中的第一行为处理行，令矩阵A的行数计数值n＝1；依次与A矩阵中其余行进行不交化，将结果保存在不交化矩阵F中，矩阵F初始为空；具体步骤为：步骤701‑1、将矩阵A中的第一行元素保存到矩阵C中，令矩阵C的行数计数值ci＝1；步骤701‑2、将矩阵A中第n+1行元素保存到矩阵Y中，设矩阵D为空矩阵；步骤701‑3、分别计算矩阵C的第ci行加上矩阵Y的值，以及矩阵Y减去矩阵C的第ci行的值，并保存结果在矩阵TEMP1和矩阵TEMP2中，设置矩阵E为空矩阵；步骤701‑4、遍历矩阵TEMP1，寻找1的位置结果保存到变量one中，计算one的长度，保存到变量onel中；步骤701‑5、遍历矩阵TEMP2，寻找小于0的项，将寻找到的位置结果保存到变量big中；计算big的长度，保存到变量bigl中；步骤701‑6、判断onel是否大于0，如果是，将矩阵C的第ci行合并给矩阵E，将矩阵E合并到矩阵D，令计数值ci自增1，返回步骤701‑3继续处理矩阵C的第ci行，直至处理完矩阵C的所有行，将矩阵D赋值给矩阵C，令计数值n自增1，返回步骤701‑2，直至A矩阵中的处理行与其余所有行，均进行不交化之后，进入步骤701‑12；否则进入步骤701‑7；步骤701‑7、判断bigl是否为0，如果是，将矩阵E合并到矩阵D，令计数值ci自增1，返回步骤701‑3继续处理矩阵C的第ci行，直至处理完矩阵C的所有行，将矩阵D赋值给矩阵C，令计数值n自增1，返回步骤701‑2，直至A矩阵中的处理行与其余所有行，均进行不交化之后，进入步骤701‑12；否则，进入步骤701‑8；步骤701‑8、遍历矩阵C，将数值是2的项的位置保存在getX中，遍历Y矩阵，将数值是1的项的位置信息保存在getY中，取getX和getY的交集保存在get中；步骤701‑9、计算get的长度保存在getl中进行处理；如果getl得值大于0，首先处理get中的第一项，将矩阵C的值赋值给矩阵E，此时矩阵E为单行矩阵，将单行矩阵E第get(1)列的数值赋值为0；然后，依次对get(q)进行处理，q大于等于1，处理get(q)时，将矩阵E增加第q行，第q行的值先取为矩阵E第q‑1行的值，之后将矩阵E第q行第get(q‑1)列的位置的数值取为1，将矩阵E第q行第get(q)列的数值取为0；最后，进入步骤701‑10；否则，直接进入步骤701‑10；步骤701‑10、将矩阵E合并到矩阵D，判断是否处理完矩阵C的所有行，若否，令计数值ci自增1，返回步骤701‑3继续处理矩阵C的第ci行，若是直接进入步骤701‑11；步骤701‑11、将矩阵D的数值赋值给矩阵C，令计数值n自增1，令ci＝1，返回步骤701‑2继续，直至A矩阵中的处理行与其余所有行均进行不交化之后，进入步骤701‑12；步骤701‑12、将矩阵D的数据合并保存至矩阵F中，进入步骤702；步骤702，从矩阵A第二行开始依次循环选取除最后一行外的剩余行作为处理行，将处理行保存到矩阵C中，重复步骤701‑2至步骤701‑12，依次与矩阵中该处理行行后的其余行进行不交化，将处理完的结果继续合并保存在不交化矩阵F中；步骤703、将最后一行添加到不交化矩阵F中；步骤八：对不交化矩阵代入输入参数，求解可靠性数值；根据输入参数，将每项的数值代入不交化矩阵F中，求出最终的飞机可靠性数值。