针对飞控系统安全性分析问题,提出一种基于系统拓展模型(extended system model,ESM)的安全性分析方法。首先,运用Simulink建立系统名义模型。然后,对名义模型进行故障注入,得到系统扩展模型,观察故障情况下的系统响应并对系统进行安全...针对飞控系统安全性分析问题,提出一种基于系统拓展模型(extended system model,ESM)的安全性分析方法。首先,运用Simulink建立系统名义模型。然后,对名义模型进行故障注入,得到系统扩展模型,观察故障情况下的系统响应并对系统进行安全性分析。最后,选取操纵舵面系统(副翼/方向舵)为例。结果表明,系统故障拓展模型使得模型保持完整性和一致性,能够模拟系统故障多状态模式,保证了安全性分析结果的准确性和完整性。展开更多
以形式化建模和利用模型检查进行自动化分析验证为核心的基于模型的安全性分析(model based safety analysis,MBSA)技术能够提高工作效率和分析结果的客观性,已在复杂大型装备系统的安全性工作中得到广泛重视与应用。现有的MBSA框架下...以形式化建模和利用模型检查进行自动化分析验证为核心的基于模型的安全性分析(model based safety analysis,MBSA)技术能够提高工作效率和分析结果的客观性,已在复杂大型装备系统的安全性工作中得到广泛重视与应用。现有的MBSA框架下的建模过程较为复杂,且通常需要模型转换,易造成模型信息的损失,影响安全性分析结果的准确性和全面性。面向模型检查,提出了基于符号语言构建统一系统模型的方法 ,研究了形式化语言元素与系统功能、结构和故障模式之间的分配与映射关系,利用时态逻辑公式规范了系统安全性要求的定义。最后,以飞控系统的前主桨舵机为例进行了案例应用,验证建模方法的有效性和适用性。展开更多
Sudden earthquakes pose a threat to the running safety of trains on high-speed railway bridges,and the stiffness of piers is one of the factors affecting the dynamic response of train-track-bridge system.In this paper...Sudden earthquakes pose a threat to the running safety of trains on high-speed railway bridges,and the stiffness of piers is one of the factors affecting the dynamic response of train-track-bridge system.In this paper,a experiment of a train running on a high-speed railway bridge is performed based on a dynamic experiment system,and the corresponding numerical model is established.The reliability of the numerical model is verified by experiments.Then,the experiment and numerical data are analyzed to reveal the pier height effects on the running safety of trains on bridges.The results show that when the pier height changes,the frequency of the bridge below the 30 m pier height changes greater;the increase of pier height causes the transverse fundamental frequency of the bridge close to that of the train,and the shaking angle and lateral displacement of the train are the largest for bridge with 50 m pier,which increases the risk of derailment;with the pier height increases from 8 m to 50 m,the derailment coefficient obtained by numerical simulations increases by 75% on average,and the spectral intensity obtained by experiments increases by 120% on average,two indicators exhibit logarithmic variation.展开更多
自动飞行控制系统(Automatic flight control system,AFCS)是现代飞机中重要的安全关键系统之一,飞行引导控制系统(Flight guidance control system,FGCS)是其重要的组成部分。FGCS中的飞行模式有数十种,模式转换逻辑十分复杂,在各个模...自动飞行控制系统(Automatic flight control system,AFCS)是现代飞机中重要的安全关键系统之一,飞行引导控制系统(Flight guidance control system,FGCS)是其重要的组成部分。FGCS中的飞行模式有数十种,模式转换逻辑十分复杂,在各个模式间转换时易出现模式混淆等问题,难以对其安全性和正确性进行验证。而利用计算机科学中的形式化方法,通过对安全关键系统进行形式化建模和验证,可以提高系统的正确性和安全性。本文以典型FGCS中的自动飞行模式转换逻辑作为研究对象,采用自主研制的软件工具ART(Avionics requirement tool)对其进行形式化建模与验证,并与Matlab/Simulink中的Design Verifier工具进行了验证能力和效率的对比分析。实例研究结果表明,采用形式化方法对FGCS的自动飞行模式转换逻辑进行建模、验证可行,所研制的软件平台具有更完善的验证能力和更好的验证效率。展开更多
文摘针对飞控系统安全性分析问题,提出一种基于系统拓展模型(extended system model,ESM)的安全性分析方法。首先,运用Simulink建立系统名义模型。然后,对名义模型进行故障注入,得到系统扩展模型,观察故障情况下的系统响应并对系统进行安全性分析。最后,选取操纵舵面系统(副翼/方向舵)为例。结果表明,系统故障拓展模型使得模型保持完整性和一致性,能够模拟系统故障多状态模式,保证了安全性分析结果的准确性和完整性。
文摘以形式化建模和利用模型检查进行自动化分析验证为核心的基于模型的安全性分析(model based safety analysis,MBSA)技术能够提高工作效率和分析结果的客观性,已在复杂大型装备系统的安全性工作中得到广泛重视与应用。现有的MBSA框架下的建模过程较为复杂,且通常需要模型转换,易造成模型信息的损失,影响安全性分析结果的准确性和全面性。面向模型检查,提出了基于符号语言构建统一系统模型的方法 ,研究了形式化语言元素与系统功能、结构和故障模式之间的分配与映射关系,利用时态逻辑公式规范了系统安全性要求的定义。最后,以飞控系统的前主桨舵机为例进行了案例应用,验证建模方法的有效性和适用性。
基金Projects(52022113,52278546)supported by the National Natural Science Foundation of ChinaProject(2020EEEVL0403)supported by the China Earthquake Administration。
文摘Sudden earthquakes pose a threat to the running safety of trains on high-speed railway bridges,and the stiffness of piers is one of the factors affecting the dynamic response of train-track-bridge system.In this paper,a experiment of a train running on a high-speed railway bridge is performed based on a dynamic experiment system,and the corresponding numerical model is established.The reliability of the numerical model is verified by experiments.Then,the experiment and numerical data are analyzed to reveal the pier height effects on the running safety of trains on bridges.The results show that when the pier height changes,the frequency of the bridge below the 30 m pier height changes greater;the increase of pier height causes the transverse fundamental frequency of the bridge close to that of the train,and the shaking angle and lateral displacement of the train are the largest for bridge with 50 m pier,which increases the risk of derailment;with the pier height increases from 8 m to 50 m,the derailment coefficient obtained by numerical simulations increases by 75% on average,and the spectral intensity obtained by experiments increases by 120% on average,two indicators exhibit logarithmic variation.
文摘自动飞行控制系统(Automatic flight control system,AFCS)是现代飞机中重要的安全关键系统之一,飞行引导控制系统(Flight guidance control system,FGCS)是其重要的组成部分。FGCS中的飞行模式有数十种,模式转换逻辑十分复杂,在各个模式间转换时易出现模式混淆等问题,难以对其安全性和正确性进行验证。而利用计算机科学中的形式化方法,通过对安全关键系统进行形式化建模和验证,可以提高系统的正确性和安全性。本文以典型FGCS中的自动飞行模式转换逻辑作为研究对象,采用自主研制的软件工具ART(Avionics requirement tool)对其进行形式化建模与验证,并与Matlab/Simulink中的Design Verifier工具进行了验证能力和效率的对比分析。实例研究结果表明,采用形式化方法对FGCS的自动飞行模式转换逻辑进行建模、验证可行,所研制的软件平台具有更完善的验证能力和更好的验证效率。
