復(fù)雜系統(tǒng)潛在問題分析理論與應(yīng)用

內(nèi)容概要

本書是在系統(tǒng)總結(jié)作者近10年對(duì)潛在問題理論與應(yīng)用研究成果的基礎(chǔ)上形成的一部專著。全書共7章，系統(tǒng)地論述了作者在潛在問題理論與應(yīng)用方面的創(chuàng)新成果，提出網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｊ絼澐峙c識(shí)別和定性仿真相結(jié)合的潛在問題分析方法，基于定量仿真的自動(dòng)潛在問題分析方法，基于電路結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成和學(xué)習(xí)算法以及基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成的潛在問題分析方法、半定量仿真分析原理和基于半定量仿真的潛在問題分析方法等幾種智能化潛在問題分析方法，研制出圖形化定量仿真設(shè)計(jì)與分析平臺(tái)以及基于該平臺(tái)的潛在問題分析系統(tǒng)，還系統(tǒng)地介紹了國(guó)際商用潛在問題分析軟件CAPFAST／SCAT國(guó)產(chǎn)化二次開發(fā)和應(yīng)用方法。    本書可作為高等學(xué)?？煽啃怨こ?、電子信息、自動(dòng)控制等相關(guān)專業(yè)師生的參考書，也可供從事復(fù)雜電路、氣路、液路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科技人員參考。

作者簡(jiǎn)介

胡昌華，1966年6月出生，湖北羅田人，教授，博士生導(dǎo)師，現(xiàn)為第二炮兵工程學(xué)院“導(dǎo)航制導(dǎo)與控制”國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科青年學(xué)術(shù)帶頭人，國(guó)家自然科學(xué)基金信息學(xué)部評(píng)委，中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)技術(shù)過程故障診斷與安全性委員會(huì)副主任委員、系統(tǒng)仿真專業(yè)委員會(huì)委員，陜西省自動(dòng)化學(xué)會(huì)常務(wù)理事。 胡昌華教授的研究方向主要包括：控制系統(tǒng)故障診斷、復(fù)雜系統(tǒng)潛在問題分析、故障預(yù)報(bào)與壽命預(yù)測(cè)等，先后主持完成科研課題20余項(xiàng)，9項(xiàng)成果獲國(guó)家和軍隊(duì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)，5項(xiàng)成果獲國(guó)防發(fā)明專利，出版《控制系統(tǒng)故障診斷與容錯(cuò)控制的分析和設(shè)計(jì)》、《基于MATLAB的系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)——小波分析》等著作4部，發(fā)表論文100余篇，40余篇被SCI、EI檢索。因教學(xué)科研業(yè)績(jī)突出，先后獲中國(guó)科協(xié)求實(shí)實(shí)用工程杰出青年獎(jiǎng)，軍隊(duì)院校育才獎(jiǎng)金獎(jiǎng)，被評(píng)為全國(guó)高等院校優(yōu)秀骨干教師，新世紀(jì)優(yōu)秀人才，第二炮兵導(dǎo)彈技術(shù)專家，第二炮兵十大礪劍尖兵，第二炮兵工程學(xué)院名師，并榮立二等功和三等功各一次。

書籍目錄

第一章　概述  1.1 問題的緣起　1.2　潛在問題的基本概念　1.3　潛在問題的特點(diǎn)　1.4　潛在問題產(chǎn)生的根源　1.5　潛在問題分析的原理和方法　1.6　潛在問題分析方法的發(fā)展趨勢(shì)　1.7　本書的結(jié)構(gòu)安排第二章 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｊ絼澐趾妥R(shí)別與定性仿真相結(jié)合的潛在問題分析　2.1 功能網(wǎng)絡(luò)樹及功能網(wǎng)絡(luò)樹的自動(dòng)生成算法　　2.1.1　功能網(wǎng)絡(luò)樹的概念　　2.1.2　網(wǎng)表及其自動(dòng)生成算法　　2.1.3　功能網(wǎng)絡(luò)樹的自動(dòng)生成算法　　2.1.4　五種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｊ郊白詣?dòng)生成算法　2.2　定性仿真的原理　　2.2.1　定性仿真的原理　　2.2.2　定性仿真算法  2.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｊ絼澐峙c線索表結(jié)合的潛在問題分析方法　　2.3.1　線索表的概念　　2.3.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｊ脚c線索表結(jié)合的潛在問題分析方法　　2.3.3　設(shè)計(jì)最初階段應(yīng)遵循的電路設(shè)計(jì)規(guī)則與自動(dòng)分析算法　　2.3.4　功能設(shè)計(jì)時(shí)減少潛在電路的設(shè)計(jì)指導(dǎo)規(guī)則與自動(dòng)分析算法　　2.3.5　基于系統(tǒng)拓?fù)淠Ｊ阶R(shí)別的潛在問題分析規(guī)則與自動(dòng)分析算法　　2.3.6　其他一些針對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)則　2.4 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｊ絼澐趾妥R(shí)別與功能推理相結(jié)合的潛在問題分析　　2.4.1　功能推理的概念　　2.4.2　網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｊ絼澐趾妥R(shí)別與功能推理相結(jié)合的潛在問題分析方法第三章　基于定量仿真的自動(dòng)潛在問題分析　3.1　元件模型　　3.1.1　元件圖形模型　　3.1.2　連接關(guān)系　　3.1.3　元件仿真分析模型　3.2 電路系統(tǒng)定量分析模型　　3.2.1　支路　　3.2.2　節(jié)點(diǎn)　　3.2.3　網(wǎng)孔　3.3　模擬電路的定量仿真分析　　3.3.1　仿真源程序生成　　3.3.2　仿真模型流程　　3.3.3　仿真方程組及其求解　　3.3.4　電路仿真形式　　3.3.5　靜態(tài)電路直流分析　　3.3.6　靜態(tài)電路交流分析　　3.3.7　動(dòng)態(tài)電路分析　3.4　基于定量仿真的自動(dòng)潛在問題分析　　3.4.1　功能元件與指示元件　　3.4.2　基于定量仿真的自動(dòng)潛在問題分析　　3.4.3　與常見線索表的對(duì)應(yīng)第四章　圖形化定量仿真設(shè)計(jì)與分析平臺(tái)　4.1　概述　4.2 圖形化定量仿真設(shè)計(jì)與分析平臺(tái)的功能特點(diǎn)　4.3　圖元類庫設(shè)計(jì)　　4.3.1　簡(jiǎn)要需求分析　　4.3.2　圖元類庫設(shè)計(jì)　　4.3.3　組合／分解功能  4.4　面向?qū)ο缶幾g技術(shù)　　4.4.1　面向?qū)ο笤~法分析　　4.4.2　面向?qū)ο笪姆ā　?.4.3　面向?qū)ο笳Z法分析　　4.4.4　面向?qū)ο笳Z義分析  4.5　用戶編程支持　　4.5.1　屬性小字典　　4.5.2　變量　　4.5.3　語句　　4.5.4　函數(shù)  4.6　代碼調(diào)試　　4.6.1　進(jìn)入調(diào)試窗口　　4.6.2　單步調(diào)試　　4.6.3　變量查看  4.7　防誤操作處理　　4.7.1　維護(hù)元件間的操作順序　　4.7.2　錄制操作順序　　4.7.3　設(shè)置防誤模板　4.8　圖形文件間的映射關(guān)系　　4.8.1　創(chuàng)建實(shí)物示意圖　　4.8.2　維護(hù)映射模板　　4.8.3　創(chuàng)建副本視圖　　4.8.4　創(chuàng)建模板符號(hào)　　4.8.5　虛擬面板操作第五章　智能潛在問題分析方法　5.1 潛在問題分析的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型　5.2　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于潛在問題分析的可行性　5.3　一種基于電路結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成及學(xué)習(xí)算法　　5.3.1　基于電路結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)新模型　　5.3.2　CArNN魯棒性分析　　5.3.3　基于CSA的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成　　5.3.4　樣本生成　5.4　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成的潛在問題分析方法　5.5　實(shí)例分析　　5.5.1 實(shí)例1　　5.5.2　實(shí)例2　　5.5.3　實(shí)例分析　5.6　基于半定量仿真的潛在問題分析　　5.6.1　半定量仿真　　5.6.2　Q2算法　　5.6.3　Q3算法　　5.6.4　Nsim半定量仿真　　5.6.5　自解釋半定量仿真　　5.6.6　模糊定性仿真　　5.6.7　其他算法　5.7 Q3算法的改進(jìn)及其在潛在問題分析中的應(yīng)用　　5.7.1 Q3算法　　5.7.2 Q3算法分析　　5.7.3 Q3算法的改進(jìn)——ImQ3算法　　5.7.4 ImQ3算法精度分析　　5.7.5 電路的半定量模型　　5.7.6 基于ImQ3算法的潛在通路分析　　5.7.7 仿真實(shí)例第六章 典型潛在問題案例分析　6.1 汽車電動(dòng)車窗控制電路潛在問題案例　6.2 紅石火箭發(fā)射電路潛在問題案例　6.3 汽車照明電子線路潛在問題案例　6.4 飛機(jī)起落架控制電路潛在問題案例　6.5 汽車剎車收音機(jī)電路潛在問題案例第七章　CapFast／SCAT軟件及基于CapFast／SCAT軟件的潛在問題分析　7.1 CapFast／SCAT系統(tǒng)概述　　7.1.1 CapFast／SCAT的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　　7.1.2 CapFast／SCAT的分析流程　　7.1.3 CapFast／SCAT系統(tǒng)的特點(diǎn)　　7.1.4 CapFast／SCAT的二次開發(fā)工作　7.2 CapFast／SCAT的安裝　　7.2.1 CapFast／SCAT V4.1.7對(duì)系統(tǒng)配置的要求　　7.2.2 CapFast／SCAT的安裝　7.3 基于Schedit子系統(tǒng)的CapFast／SCAT仿真分析模型建?！　?.3.1　Schedit系統(tǒng)介紹　　7.3.2　Schedit仿真分析建?！?.4　基于Symed子系統(tǒng)的CapFast／SCAT元件庫圖元模型建?！　?.4.1　Symed系統(tǒng)　　7.4.2　Symed系統(tǒng)圖元元件仿真模型建?！?.5　基于SCAT子系統(tǒng)的潛在路徑分析　　7.5.1 SCAT系統(tǒng)　　7.5.2 分析前的準(zhǔn)備工作　　7.5.3 雙向路徑分析　　7.5.4 電源到電源的路徑分析　　7.5.5 分析后的處理　7.6 基于SCAT子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)缺陷分析附錄 潛在問題分析檢查規(guī)則主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第二章　網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｊ絼澐趾妥R(shí)別與定性：　　仿真相結(jié)合的潛在問題分析：　　系統(tǒng)某一功能是否會(huì)被意外地激發(fā)或被非期望地屏蔽，取決于是否存在引起完成該功能的功能執(zhí)行元件或控制元件被激發(fā)或屏蔽的路徑，取決于該功能執(zhí)行元件或控制元件相關(guān)聯(lián)的元部件是否被激活、路徑的通與斷、路徑上信號(hào)的有和無等定性行為。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｊ絼澐趾妥R(shí)別與定性仿真相結(jié)合的潛在問題分析方法包括三個(gè)步驟：①系統(tǒng)功能網(wǎng)絡(luò)樹的劃分；②由定性仿真確定構(gòu)成系統(tǒng)的各元部件是處于工作狀態(tài)還是非工作狀態(tài)；③與設(shè)計(jì)意圖期望的狀態(tài)進(jìn)行對(duì)照分析，確定系統(tǒng)是否激發(fā)了非期望激活的元部件或屏蔽了期望激活的元部件，從而確定出系統(tǒng)中非期望實(shí)現(xiàn)的功能及其路徑，確定發(fā)生的潛在問題?！　?．1　功能網(wǎng)絡(luò)樹及功能網(wǎng)絡(luò)樹的自動(dòng)生成算法：　　2．1．1　功能網(wǎng)絡(luò)樹的概念：　　任何一個(gè)完整的系統(tǒng)都包含實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能或目的的元件，稱之為功能元件。比如：一個(gè)照明電路，其照明功能是依靠燈泡之類的元件來實(shí)現(xiàn)的，燈泡就是電路系統(tǒng)的功能元件。所謂功能網(wǎng)絡(luò)樹，是指由功能元件和與其有連接關(guān)系的其他元件組成的樹狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)關(guān)系?！　撛谕肥侵冈谔囟ǖ臈l件下，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)非期望的功能或抑制系統(tǒng)期望功能實(shí)現(xiàn)的路徑。因此，潛在通路分析的注意力應(yīng)集中在功能元件上，通過對(duì)功能網(wǎng)絡(luò)樹的分析，找出導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)非期望的功能或抑制系統(tǒng)期望功能的電路情況及電路?！　?．1．2　網(wǎng)表及其自動(dòng)生成算法：　　1．網(wǎng)表的概念：　　網(wǎng)表是指構(gòu)成系統(tǒng)的元件及其相互連接關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系表。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｊ絼澐趾妥R(shí)別與定性仿真相結(jié)合的潛在問題分析方法的步驟1就是從系統(tǒng)網(wǎng)表中提取系統(tǒng)的功能網(wǎng)絡(luò)樹，而在生成系統(tǒng)的功能網(wǎng)絡(luò)樹之前，首先要生成網(wǎng)表?！　　?/pre>








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