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第1章 概论 1

1.1测控系统的基本组成 1

1.2现代测控系统的特点 2

1.3可靠性的基本概念 3

1.4测控系统可靠性及测度 4

1.4.1可靠性与可靠度 4

1.4.2测控系统可靠性 6

1.4.3简化可靠性参数 7

1.5测控系统可靠性技术与方法 8

1.5.1避错技术 8

1.5.2容错技术 9

1.5.3可测性设计技术 10

1.5.4失败安全设计技术 11

1.6本书内容安排 11

习题 12

第2章 可靠性理论基础 13

2.1可靠度函数 13

2.1.1可靠度 13

2.1.2失效概率密度和累积失效概率 14

2.1.3失效率 14

2.2常用的失效密度函数 15

2.2.1二项分布 16

2.2.2泊松（Poisson）分布 17

2.2.3指数分布 19

2.2.4正态分布 21

2.2.5截尾正态分布 23

2.2.6对数正态分布 24

2.2.7威布尔（Weibull）分布 26

2.3多态关联系统与多元布尔逻辑 29

2.3.1多状态系统 29

2.3.2多状态关联系统 33

2.3.3布尔逻辑 34

2.3.4多元布尔逻辑 35

习题 37

第3章 系统可靠性分析方法 38

3.1系统的组成及功能逻辑框图 38

3.2基于可靠性框图的分析法 40

3.2.1系统可靠性框图及其建立 40

3.2.2真值表法 41

3.2.3全概率公式法 43

3.2.4最小路集法和最小割集法 47

3.3基于马尔柯夫模型的分析法 53

3.3.1状态图及其构造 53

3.3.2状态图的简化 54

3.3.3状态方程及其解算方法 56

3.4基于故障树的分析法 60

3.4.1故障树分析法概述 60

3.4.2故障树的建造 61

3.4.3故障树的数学描述 63

3.4.4故障树的定性分析 66

3.4.5故障树的定量计算 70

3.4.6故障树分析法的评价 75

3.5简单系统可靠性分析 75

3.5.1串联系统 75

3.5.2并联系统 76

3.5.3串并联系统 78

3.5.4并串联系统 79

3.6表决系统可靠性分析 80

3.6.1 2/3（G）系统 80

3.6.2 m/n（G）系统 81

习题 83

第4章 测控系统硬件可靠性 85

4.1电子元器件可靠性 85

4.1.1电子元器件的失效及分析 85

4.1.2系统设计中电子元器件可靠性措施 90

4.1.3常用电子元器件的特点及选择 96

4.2测控电路可靠性 112

4.2.1测控电路的组成 112

4.2.2测控系统对测控电路的基本要求 115

4.2.3测控电路可靠性措施 117

习题 126

第5章 测控系统软件可靠性 127

5.1软件可靠性 127

5.1.1软件可靠性与硬件可靠性的联系和区别 128

5.1.2软件可靠性技术的内涵 129

5.1.3软件可靠性定义 130

5.2软件可靠性模型 133

5.2.1概述 133

5.2.2 Jelinski-Moranda模型 134

5.2.3 Goel-Okumoto的NHPP模型 136

5.2.4 Weibull模型 138

5.2.5 Littlewood模型 139

5.2.6对数Poisson执行时间模型 141

5.3调度算法可靠性 141

5.3.1实时调度算法分类 142

5.3.2单处理器实时调度算法 142

5.3.3 DM算法的可调度性分析 144

5.4程序运行时间计算方法 145

5.4.1程序运行时间概述 145

5.4.2嵌入式操作系统中程序运行时间计算方法 146

5.4.3缩短程序运行时间 149

5.5同步 151

5.5.1基本概念 151

5.5.2分布式操作系统中的进程同步 152

习题 155

第6章 测控系统通信可靠性 156

6.1通信系统的基本模型 156

6.1.1模拟通信系统 157

6.1.2数字通信系统模型 159

6.2测控系统网络协议 159

6.2.1基金会现场总线 160

6.2.2 LonWorks 161

6.2.3 ProfiBus 162

6.2.4控制器局域网总线CAN 162

6.2.5 RS-232C通信接口 165

6.2.6通用串行总线（USB）技术 167

6.3测控通信网络差错分析 170

6.4测控通信网络流量分析 173

6.4.1网络流量的特点 173

6.4.2网络流量模型 174

6.5测控通信网络时延分析 175

6.5.1时延产生的原因 175

6.5.2测控系统中时延的组成 176

6.5.3网络时延的类型 176

6.5.4时延的计算方法 179

6.6测控通信网络信息安全 180

6.6.1测控网络与信息网络的区别 180

6.6.2测控通信网络安全威胁 181

6.6.3常用的安全措施 184

6.6.4基于安全区的测控通信网络安全模型 185

6.7测控通信网络性能可靠性 187

6.7.1多状态单调关联模型 187

6.7.2最小路径集算法 189

6.7.3应用举例 191

习题 194

第7章 测控系统可信设计 195

7.1可信性定义及属性 195

7.2影响测控系统可信性的主要因素 196

7.2.1失效的定义及后果 196

7.2.2故障 196

7.2.3错误的定义及传递性 197

7.3测控系统的故障模式与可信保障 198

7.3.1故障模型及分类 198

7.3.2硬件结构类/功能类故障模型 200

7.3.3软件结构类/功能类故障模型 203

7.3.4测控系统可信性保障 208

7.4故障安全 209

7.4.1利用固有的安全性 209

7.4.2利用结构冗余技术的安全性 210

7.4.3结构冗余设计故障安全实例 211

7.5差错控制码 215

7.5.1检错纠错码概述 215

7.5.2奇偶校验码 219

7.5.3循环冗余码 227

7.5.4汉明码 232

7.5.5差错控制码的选择 238

7.6测控系统可信性评估 239

7.6.1可测性及其测度 239

7.6.2可维护性及其测度 240

7.6.3可用性及其测度 243

7.6.4安全性及其测度 245

7.6.5保密性及其测度 247

7.6.6可信性的综合评价标准 247

习题 249

第8章 测控系统可靠性研究进展 250

8.1信息融合技术 250

8.1.1信息融合的特点及其与可靠性评估的应用结合 250

8.1.2基于信息融合技术的可靠性评估方法 251

8.2模糊理论 254

8.2.1常规可靠性理论的局限性 254

8.2.2模糊可靠性研究现状 254

8.2.3常用的隶属函数及其选择 255

8.2.4串并联系统的模糊可靠度 258

8.3神经网络 258

8.3.1神经网络的特点 259

8.3.2神经网络在容错系统可靠性分析中的应用 260

8.3.3神经网络在估计网络可靠性中的应用 264

8.4动态故障树 267

8.4.1动态故障树概述 267

8.4.2动态逻辑门及其向Markov状态转移键的转换 267

8.4.3动态故障树处理方法 269

8.4.4应用实例 269

8.5其他方法 272

习题 273

参考文献 274