Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет

информационных технологий, механики и оптики

Колесов Н.В.

Надежность и диагностика информационно-управляющих систем

Санкт-Петербург

2012 г.

Настоящее учебное пособие включает базовые положения современной теории надежности и технической диагностики. При этом обсуждаются новые характерные для некоторых информационно-управляющих систем понятия информационного отказа и информационной надежности. Описываются основные идеи тестового и функционального диагностирования, алгоритмы синтеза средств диагностирования и подходы к их организации. Пособие может быть использовано при подготовке магистров по направлению «Системы управления движением и навигации».

Оглавление

1.1. Экспоненциальный закон надежности 8

1.2. Системы, резервированные по методу голосования 10

1.3. Резервированные системы с параллельным включением резервных элементов 10

2.1. Потоки событий. Простейший поток и его свойства 12

2.2. Аппроксимация потока редких событий пуассоновским потоком 15

2.3. Марковские модели функционирования технической системы 16

2.4. Непрерывные цепи Маркова 16

2.5. Резервированные системы с восстановлением. Уравнения Колмогорова 18

4.1. Назначение и достоверность средств диагностирования 27

4.2. Математические модели объектов диагностирования 34

4.2.1. Модели безынерционных преобразователей 34

4.2.2. Динамические модели 37

4.2.3. Логико-динамические модели мультирежимных систем 43

4.3. Иерархический подход к проектированию и организации средств диагностирования 45

4.4. Организация диагностирования. Безусловные и условные диагностические эксперименты 48

4.5. Диагностические экспертные системы 53

4.6. Структура средств диагностирования навигационной системы 56

5.1. Тестовое диагностирование безынерционных преобразователей 62

5.2. Тестовое диагностирование динамических устройств 63

5.2.1. Тестовое диагностирование дискретных устройств. Общий подход 63

5.2.2. Тестовое диагностирование линейных дискретных устройств. Структурный подход 64

5.2.3. Тестовое диагностирование линейных дискретных устройств. Абстрактный подход 70

5.2.4. Тестовое диагностирование аналоговых линейных устройств 72

5.3. Тестовое диагностирование мультирежимных систем 74

5.3.1. Принципы тестового диагностирования мультирежимных систем 74

5.3.2. Тестовое диагностирование процессора 76

5.4. Тестовое диагностирование распределенных информационно-управляющих систем 78

5.4.1. Структура средств диагностирования 78

5.4.2. Построение проверяющего теста. Управляемость и наблюдаемость периодически нестационарной системы 80

5.4.3. Синтез модели системы обмена 82

6.1. Методы функционального диагностирования для обнаружения отказов 87

6.2. Функциональное диагностирование при поиске структурных нарушений 95

6.3. Функциональное диагностирование при поиске отказов в пространстве сигналов 101

6.4. Функциональное диагностирование при поиске отказов в пространстве параметров 107

6.5. Функциональное диагностирование информационных отказов в интегрированной навигационной системе 113

Приложение 1. Основные понятия теории вероятностей 116

Приложение 2. Модели представления знаний. 118

Приложение 3. Основы нечеткого анализа 126