主从多机通信系统可靠性建模研究报告.doc

技术文件 完成时间：2009.5.13 主从多机通信系统 可靠性建模研究报告 研究小组编号：60 研究小组名单：肖蒙、饶伟、喻志国 主从多机通信系统可靠性建模研究报告 作者：本课程第60小组： 肖蒙（学号：5060309750） 饶伟 （学号：5060309752） 喻志国 （学号：5060309746） 摘要：伴随现代工程系统的大型化与复杂化的趋势，大型复杂系统的可靠性评定成为亟待解决的问题。工程中常用的可靠性指标有：一定时间内人工修理平均次数，系统故障平均发生次数，平均无故障运行天数，平均连续无故障运行天数等。本文通过蒙特卡洛法建模一个具有三个子系统的通信系统，运用MATLAB进行仿真，以此研究该系统的可靠性，同时得出主机的双机热备，微处理器中引入Watchdog机构，防止接口电路板故障阻塞总线等措施对系统性能的改善。 关键词：系统，可靠性，MATLAB，蒙特卡洛法 Abstract: Accompanying with modern engineering systemstrend to be large and complicated, the evaluation of the large and complicated systems security becomes the problem that needs to be resolvd as soon as possible.The common standard used in the engineering is followed:Average repair times in a certain time；Average times the system breaks down；Average number of days the system operates with no fault；Continuous average number of days the system operates with no fault；This article models a communication system with three subsystem through Monte Carlo Method,imitate it making use of MATLAB to research the credibility of the system,and get the contribution to system performance separately by using double hot standby of host machine,introducing Watchdog organization to the microprocessor, preventing from bus being blocked by circuit board breakdown. Key words：System, The credibility, the MATLAB, Monte Carlo simulation 目 录 1.引言 1 1.1 理论模型的建立 1 1.2 理论假设和前提 1 2. 仿真算法思想 2 3. 程序子模块的设计 2 3.1 元件级 2 3.2 子系统级 3 4. 系统指标计算 4 4.1 人工修理平均次数 4 4.2系统故障平均发生次数 5 4.3系统故障平均发生次数 5 4.4平均无故障运行时间 5 4.5 平均连续无故障运行时间 5 4.6 平均连续无重大故障运行时间 5 5. 结果统计与分析 5 6. 参考文献 6 7. 附录 7 7.1实验感想与致谢 7 7.2程序源代码 8 引言 工程中对于一个系统运行可靠性的评估有多种手段，通常都是建立一个理论模型，给出随机环境，模拟系统在实际运行中出现的故障以及后果。本次研究的对象是一个“1主3从”通信系统，所有通信主/从机使用共享信道建立物理连接，主机与从机之间可进行“主问从答”式对话；每台通信机内部都包含控制电路板和接口电路板，通信从机2和3和通信总线间设有光电隔离器；通信线缆的汇接是采用的集线器装置。 根据了解，为提高该系统的可靠性实际可能采取的工程措施有3项，针对该3项措施对系统可靠性产生的影响进行评估并计算有关系统指标。 理论模型的建立 采用由小到大的层次性分析方法，将系统分割为子系统，子系统分割为部件，再到组成部件的小元件，针对不同层次的构成建立理论模型，在一定的理论假设下给予随机参数。以“小时”为仿真实验的最小颗粒，模拟N（本实验取100）个样本系统10年内的状态变化。 串联系统模型： 控制硬部件（对应控制电路板的硬件部分）可看作由20