【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于信息处理领域，涉及一种可编程自动化控制器(ProgrammableAutomationController，PAC)中的容错机制技术，尤其涉及利用马尔科夫状态转移图对冗余系统进行可靠性分析的方法。
技术介绍
当今的自动化技术发展迅速，正处于一个快速变革的时代。从半导体到消费类电子产品再到汽车和航空制造业、轻工业以及大型流程工业等多种不同的工业领域，都面临着日益激烈的全球竞争压力，需要进一步降低成本、缩短产品生命周期，并能够迅速完成产品的更新换代。采用最新的自动化技术正是解决这一系列问题的有效手段，而高端可编程自动化系统随之而生。在现有技术中，高端的自动化控制系统主要包括可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicalController，PLC)、PC-BASE控制、可编程自动化控制器(ProgrammableAutomationController，PAC)等。以PAC为例，其是一种基于开放的工业标准、具有多领域功能和通用开放平台、高性能的控制器，它集合了可编程逻辑控制器和PC控制的优点。具体而言，PAC作为一种多功能的控制平台，用户可以根据系统的需要，组合和搭配相关的技术和产品以实现功能的侧重。由于PAC系统是基于同一发展平台进行开发，所以它保证了控制系统的各功能模块具有统一性。另一方面，PAC系统涉及的关键技术大致包括：控制引擎、标准通用开放的实...
【技术保护点】
一种利用马尔科夫状态转移图对冗余系统进行可靠性分析的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：预先设定对所述冗余系统进行可靠性分析的条件；根据所述冗余系统的结构，对所述冗余系统进行马尔科夫状态分析；计算所述冗余系统中的所有状态的每个状态间的马尔科夫状态转移概率，绘制对应的马尔科夫状态转移图；根据所述马尔科夫状态转移图以及每个状态间的马尔科夫状态转移概率，获取每个状态的工作概率计算公式；以及对所述工作概率计算公式进行拉普拉斯变换，计算并分析所述冗余系统的可靠性。
【技术特征摘要】
1.一种利用马尔科夫状态转移图对冗余系统进行可靠性分析
的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
预先设定对所述冗余系统进行可靠性分析的条件；
根据所述冗余系统的结构，对所述冗余系统进行马尔科夫状
态分析；
计算所述冗余系统中的所有状态的每个状态间的马尔科夫状
态转移概率，绘制对应的马尔科夫状态转移图；
根据所述马尔科夫状态转移图以及每个状态间的马尔科夫状
态转移概率，获取每个状态的工作概率计算公式；以及
对所述工作概率计算公式进行拉普拉斯变换，计算并分析所
述冗余系统的可靠性。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述预先设定
的可靠性分析条件包括：
a)所述冗余系统的表决器不会发生故障；
b)所述冗余系统初始化时，所有模块均正常工作；
c)所述冗余系统在某一时刻只发生一个故障；
d)所述冗余系统的所有模块均相同且具有相等的故障率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冗余系统
为三重冗余结构，包括三个模块和一个表决器，所述表决器的输
入端分别连接至每个模块的输出端。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述三重冗余
结构包括五种工作状态，其中：
状态0——3个模块均正常工作；
状态1——1个模块出现可测故障，且被屏蔽；
状态2——2个模块出现可测故障，且被屏蔽；
状态3——1个模块出现不可测故障，不能被屏蔽；
状态4——所述三重冗余结构处于失效状态；
若P0(t)、P1(t)、P2(t)、P3(t)为系统处于上述各状态的工作概率，
P0′(t)、P1′(t)、P2′(t)、P3′(t)、P4′(t)为系统状态的概率，则系统状态的
概率表达式分别为：
P0′(t)＝-3λP0(t)；
P1′(t)＝3λcP0(t)-2λP1(t)；
P2′(t)＝2λcP1(t)-λP2(t)；
P3′(t)＝3λ(1-c)P0(t)-2λP3(t)；
P4′(t)＝2λP3(t)+2λ(1-c)P1(t)+λP2(t)；
其中，每个模块的故障率为λ，故障检测覆盖率为c。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冗余系统
为二乘二取二结构，包括两个系以及一个切换电路，其中的一个
系包括两个主机和一个比较器，另一个系包括两个备机和一个比
较器，当主机正常时，主机输出有效；当主机故障且备机正常时，
所述切换电路执行切换操作，备机输出有效。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述二乘二取
二结构包括六种工作状...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴胜昔，房巍巍，李雪岩，虞奕帆，司有为，陈诚，顾幸生，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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