在航空航天等领域中,系统失效会造成生命财产的巨大损失,对系统的可靠性进行准确评估与分析十分重要。对系统故障树的定性分析是系统可靠性分析的重要环节,它可以显示系统故障的形成模式,标识出系统的薄弱环节,为系统的安全设计提供理论依据。本文基于BDD优化方法对大规模经典故障树和动态故障树进行定性分析,主要研究内容如下:首先,提出SimBDD方法分析大规模故障树。针对传统故障树分析方法分析效率低下和使用BDD方法分析大规模故障树会产生空间爆炸的问题,在BDD方法的基础上,精简了BDD结构,提出了SimBDD方法。设计了SimBDD的结构和运算方法,提出了故障树到SimBDD的转化规则和基于SimBDD的最小割集求解方法,证明了该方法的正确性。基于公开的大型故障树基准测试集进行了实验,实验表明使用SimBDD方法分析大型故障树较OpenFTA更加高效。其次,提出层次化遍历方法来求故障树的失效路径。通过分裂法求失效路径会产生空间爆炸和得到冗余路径的问题。层次化遍历方法从最小割集出发,运用层次化的思想,对故障树进行逐层分析,避免了空间爆炸和冗余路径的问题。再次,针对现有动态故障树分析方法效率较低的问题,提出了基于SimBDD的动态故障树定性分析方法。对故障树的所有动态门进行转化,统一为时序门的表达方式,然后使用本文中的时序表达式转化公式将所有的表达式变为使用与门作为最外层连接的方式,而后使用时序对,最终将动态故障树以静态故障树的方式呈现出来。证明时序表达式到时序对的转化规则的正确性,进而使用SimBDD方法对转化后的故障树进行定性分析。最后,将SimBDD方法和基于SimBDD的动态故障树定性分析方法应用到软件中,设计了系统故障分析软件。该软件可以对系统的故障进行故障建模,对故障树进行可视化的显示,并对故障树进行定性分析。