面向软错误的控制器系统容错性量化评估与故障诊断

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tuoba888
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
软错误指高能粒子与硅元素的相互作用在存储单元中造成临时、随机的状态改变或瞬变。在航天领域中,由于外太空高能粒子以及高辐射的影响,使得星载系统中软错误的发生成为了一个高频事件,对于可靠星载系统的设计必须要充分考虑到软错误的影响。本文基于复杂系统内部可靠性威胁链理论,提出了针对控制器系统软错误量化评估方法,分析了控制器系统中软错误敏感的关键节点以及它们与系统失效状态的关联性,对软错误在控制器系统中的传播机制进行了量化评估。本文的核心技术主要包括数据集的获取、异常状态的判定、多节点的关联性分析。首先,针对系统威胁链分析所需的控制器系统软错误数据样本,本文针对控制器系统建立虚拟系统模型,使用故障注入的方式来模拟软错误的发生,收集控制器系统运行时系统组件时序值,形成数据集。通过全系统仿真器Simics对完整控制器系统建模,它包含了微处理器、操作系统和应用程序。以PID作为应用程序,基于目标控制器系统模型搭建了自动化注入和时序值收集平台。在故障注入过程中,同步收集系统组件时序值,同时对系统状态进行监控,获取故障注入过程中的系统失效类型。形成了覆盖系统组件时间和空间信息的数据集。其次,基于系统内部单一组件状态判定难以直接用原始值直接进行判定的问题,本文提出了基于生成对抗的异常状态判定方法,将时序数据转为循环递归图,对循环递归图进行状态判定,完成了组件状态的标定。为了验证判定方法的效果,同时利用了经典统计方法对组件状态进行标定。最后,针对控制器系统内部节点数量多且关联性复杂的特点,提出了基于贝叶斯网络的节点关联性建模方法,利用数据驱动的贝叶斯自主结构学习和参数学习确定了软错误传播路径的构建和量化表征,再以此为基础,完成了故障源的定位和系统失效类型推理。通过对经典统计方法和生成对抗判定方法对应离散数据进行贝叶斯网络建模,分别画出二者的贝叶斯分类器ROC曲线,经典统计方法对应贝叶斯分类器面积少于生成对抗判定方法对应的贝叶斯分类器,验证了基于生成对抗的异常判定方法具有更好的效果。
其他文献
随着对无人车相关技术研究的迅速发展,如何在未知的复杂室外场景下进行高精度定位已然成为一个研究热点。单目视觉里程计是其中一种成本较低,应用范围较广的定位手段。其主要任务是从视觉传感器获取的单目图像序列中解算出相对位姿变换,进而增量式地重建运动轨迹。传统方法的视觉里程计通过多视图几何原理求解位姿,对相机参数和环境变化较为敏感,且流程复杂。近年来深度学习技术的快速发展为视觉里程计提供了新的思路,可以实现
随着无人驾驶、高精地图、智慧城市等新概念的提出,许多场景都需要进行以点云数据为基础的3D环境感知和交互,大规模点云场景下的感知算法的研究具有广泛的应用前景。点云是一种重要的三维几何数据结构,其可以准确、直接的反应真实的世界,因此本文以三维点云数据为载体,研究大规模点云场景下的分类、点云分割以及3D目标检测三个场景感知挑战任务。在大规模点云场景下的分类任务中,考虑到由于采样不均匀,传感器精度等因素的
视觉算法在智能驾驶的交通场景感知中有着广泛的应用。作为后续决策、规划、控制算法的前置环节,感知算法需要较高的精度;为了保证信息的有效利用和车辆的安全性,算法也需要具有较高的效率。交通场景的视觉感知通常采用精度较高的深度学习算法,但这类算法往往计算量较大,效率较低。因此,有必要对算法的精度-效率平衡进行研究,保证算法的实用有效。本文首先介绍了视觉算法在交通场景感知中的应用,并讨论了交通信号识别和交通
本文通过对新发展理念视域下艺术赋能美丽乡村建设的理论基础、现有成就、发展模式等进行理论梳理,并根据对宁波美丽乡村建设的突出问题与困境实际调研结果,从中得出宁波本土特色的艺术赋能美丽乡村建设的启示与建议,并以宁波高校办学优势为切入点,开启通过整合校内外资源,创建产教融合、科教协同、院际共享、校地协同的高校艺术赋能宁波美丽乡村建设模式,努力做建设艺术赋能乡村振兴宁波先行的模范生。
经过过去几十年间不断地建设与发展,中国内河水运安全体系取得空前的成就,已经形成了一个相对完善的内河水运系统。但是目前中国内河水运事故仍然频发,带来众多严重后果。2015年“东方之星”号客轮突遇罕见强对流天气,在长江中游湖北监利水域沉没,造成严重人员伤亡和巨大财产损失,再次突显出中国内河水运的安全问题之重,中国内河水运的安全问题亟待解决。本文旨在挖掘中国内河水运风险致因因素,制定相应策略,减少此类风
本文研究了不同深度强化学习算法在医疗应用-虚拟手术室中的表现。通过观察分析,创新性的建立了一个虚拟环境系统,目的是探究智能体在该环境下如何采取一系列行动以达到目标。该虚拟系统设计了惩罚奖励机制,引导智能体采取获得最大奖励的行为。本文回顾了不同深度强化学习算法对智能体的影响。本文通过实验图比较了不同算法在模拟环境下的表现。现有的方法,例如同步定位和映射(SLAM),都需要先验信息来引导智能体到达目标
Web应用已渗透到人们现代生产生活的每一个角落,Web应用安全举足轻重,对社会运行的方方面面都有重要影响。cookie作为Web应用重要的信息存储手段,保存着Web应用运行中的关键信息,其安全是Web安全中重要的一环。cookie同源策略是对cookie的访问权限进行限制的核心策略,但是cookie同源策略只是抽象的原则,浏览器对cookie同源策略的实现方法不尽相同,会导致cookie的意外发送
[目的/意义]基于专利地图对全球区块链专利信息进行分析,旨在发现区块链的专利申请状态分布、技术活跃度和发展趋势。[方法/过程]基于Incopat全球专利数据库,论文检索了2008-2020年全球区块链专利,从IPC分类、专利申请量、地区分布、技术创新主体和专利被引率等角度分析区块链专利信息。[结果/绪论]区块链热点技术领域有金融商业领域、通信领域和数据处理领域,包括检验系统用户身份或凭据的装置、支
开展复杂电磁环境下的先进雷达跟踪系统研究,是现代防空和导航应用的核心问题。本文基于雷达信度传播跟踪理论,首先构造时变因子图结构,并考虑有限步历史修正项及部分先验信息,提高潜在目标集合时变性,随后面向强杂波干扰环境展开深入研究。针对普通密集杂波环境,从雷达数据处理层面出发探索适应高密度杂波干扰的跟踪理论,基于信度传播结合幅度信息和多普勒信息,首先提出幅度杂波抑制跟踪方法,在数据关联阶段引入幅度似然比
近年来,许多研究者对结构可控性的鲁棒性进行了研究,考虑节点或者连边失效下系统的可控性的变化。有的研究基于网络连通性,通过对攻击的最大容忍度来刻画鲁棒性,有的基于节点或边失效而导致的路径增加来定义鲁棒性。据我们所知,目前还没有直接利用受损网络的可控子空间作为鲁棒性指标。因此,本研究针对各种节点失效策略提出鲁棒性度量,并基于这些度量给出驱动节点集的选取,以确保系统结构面对攻击具有更高的鲁棒性。鲁棒性的