主從多機(jī)可靠性建模仿真 摘要：本文使用Matlab的中的Simulink編制主 ...

1、主從多機(jī)可靠性建模仿真摘要：本文使用matlab的中的simulink編制主從多機(jī)的模型，進(jìn)行仿真。系統(tǒng)部件的每一個(gè)元件使用stateflow建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移機(jī)模型。然后根據(jù)元件狀態(tài)推定部件狀態(tài)，根據(jù)部件狀態(tài)推定子系統(tǒng)和系統(tǒng)狀態(tài)。此方法簡(jiǎn)單有效，直觀易懂，適合復(fù)雜系統(tǒng)的建模和仿真。關(guān)鍵詞：主從多機(jī)，可靠性，建模，仿真a simulation for the reliability of a master/slave systemabstract: a simulation of system reliability based on simulink is proposed in this pap

2、er. the state of each element of the system is based on a fsm model. the state of each part is based on the states of its elements. and the state of the whole system is based on its parts. this method has more virtues than usual methods and it can be applied to any complex system.key words: master/s

3、lave system, reliability, model, simulation1 引言matlab提供的simulink是一個(gè)用來(lái)對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的軟件包，它支持連續(xù)、離散及兩者混合的線(xiàn)性和非線(xiàn)性系統(tǒng)。simulink為用戶(hù)提供了很方便的圖形化功能模塊以便連接成一個(gè)模擬系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)的流程，減輕了設(shè)計(jì)負(fù)擔(dān)。在sinmlink環(huán)境中，利用鼠標(biāo)就可以在模型窗口中直觀地“畫(huà)” 出系統(tǒng)模型，然后直接進(jìn)行仿真。1.1 研究對(duì)象的物理模型元件部件的基本構(gòu)成單位，也是模型中系統(tǒng)的最小組成單位。 所有元件連續(xù)無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間 的概率密度分布都遵從負(fù)指數(shù)分布部件由一個(gè)或多個(gè)元件構(gòu)成。在模型

4、中構(gòu)成一個(gè)部件的元件組合方式具有“單純性”，即只能是以下三種情形之一：串聯(lián)組合、并聯(lián)組合、k-out-of-n組合。多個(gè)部件可以組合為具有一定功能的子系統(tǒng)。子系統(tǒng)由若干部件構(gòu)成，能完成一組特定功能。為討論方便，模型中整個(gè)系統(tǒng)被劃分為5個(gè)子系統(tǒng)：通信主機(jī)子系統(tǒng)、集線(xiàn)器子系統(tǒng)、三個(gè)相互獨(dú)立的通信從機(jī)子系統(tǒng)。串聯(lián)組合參與組合的所有元（部）件之一失效，則整體失效。并聯(lián)組合參與組合的所有元（部）件全部失效，則整體才失效。k-out-of-n組合參與組合的所有n個(gè)元（部）件中，若至少有k個(gè)正常，則整體正常；換言之，多于(n-k)個(gè)同時(shí)失效，則整體才失效。系統(tǒng)的故障系統(tǒng)內(nèi)若存在有處于失效狀態(tài)的部件，則認(rèn)為系

5、統(tǒng)有故障。系統(tǒng)的重大故障系統(tǒng)運(yùn)行中的下述情形，列為重大故障。這些情形可能同時(shí)出現(xiàn)。l l通信主機(jī)子系統(tǒng)失效或無(wú)法通信（雙機(jī)熱備時(shí)，雙機(jī)同時(shí)失效或無(wú)法通信）。l l集線(xiàn)器發(fā)生故障。l l因某個(gè)通信從機(jī)的某類(lèi)特定故障，引發(fā)通信總線(xiàn)阻塞，整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)癱瘓。l l三個(gè)通信從機(jī)子系統(tǒng)中，有兩個(gè)或兩個(gè)以上同時(shí)失效或無(wú)法通信。系統(tǒng)的一般故障除列為重大故障之外的其他故障。（通信）總線(xiàn)阻塞系統(tǒng)中的通信總線(xiàn)是各通信機(jī)間的共享信道。在同一時(shí)刻，至多只能有一臺(tái)通信機(jī)的接口電路工作于發(fā)送信息狀態(tài)，并占用信道。當(dāng)某臺(tái)通信機(jī)出現(xiàn)特定故障，使其通信接口電路無(wú)法退出發(fā)送狀態(tài)，會(huì)引發(fā)通信總線(xiàn)阻塞。此時(shí)，因信道被占用，其他處于正常

6、狀態(tài)的通信機(jī)間也無(wú)法進(jìn)行通信。雙機(jī)熱備份通信主機(jī)子系統(tǒng)可配置為雙機(jī)熱備份，實(shí)現(xiàn)冗余容錯(cuò)。結(jié)構(gòu)相同的雙機(jī)同步運(yùn)行。正常情況下，一臺(tái)為主用機(jī)，承擔(dān)完整的信息輸入處理和控制信號(hào)輸出職責(zé)；一臺(tái)為備用機(jī)，僅有信息輸入，控制信號(hào)輸出通路被切斷。當(dāng)主用機(jī)發(fā)生故障時(shí)，主備職責(zé)自動(dòng)倒換，可保持子系統(tǒng)整體不失效。值得注意的是，由于是熱備份，所以處于備用狀態(tài)的主機(jī)也在實(shí)際運(yùn)行，運(yùn)行中也可能出現(xiàn)故障狀態(tài)，甚至需要人工修復(fù)。圖1-1 基本配置下系統(tǒng)的組成被研究的系統(tǒng)為一個(gè)“1主3從”通信系統(tǒng)。在基本配置下，其組成示意圖如圖1-1。系統(tǒng)中有1臺(tái)通信主機(jī)和3臺(tái)通信從機(jī)。所有通信主/從機(jī)使用共享信道建立物理連接。典型的實(shí)例如

7、rs485標(biāo)準(zhǔn)的二線(xiàn)制總線(xiàn)結(jié)構(gòu)。在該通信系統(tǒng)的傳輸協(xié)議中有以下規(guī)定：l 每臺(tái)通信機(jī)擁有唯一的地址標(biāo)識(shí)l 僅主機(jī)擁有發(fā)起對(duì)話(huà)的權(quán)限，主機(jī)與從機(jī)之間可進(jìn)行“主問(wèn)從答”式對(duì)話(huà)l 從機(jī)與從機(jī)間不進(jìn)行對(duì)話(huà)l 必須保證在同一時(shí)刻，至多只有一臺(tái)通信機(jī)占用信道發(fā)送信息，其余通信機(jī)處于接收監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)每臺(tái)通信機(jī)內(nèi)部有兩塊主要電路板：控制電路板和接口電路板?？刂齐娐钒迳嫌形⑻幚砥?，運(yùn)行相應(yīng)的軟件程序。接口電路板負(fù)責(zé)與通信總線(xiàn)聯(lián)系，它的某類(lèi)故障，會(huì)引發(fā)總線(xiàn)阻塞。光電隔離器完成電-光-電信號(hào)轉(zhuǎn)換，通過(guò)電氣隔離增加安全性。其內(nèi)部采用了提高可靠性為目的的元件冗余設(shè)計(jì)。光電隔離器無(wú)法阻止接口電路故障引發(fā)的總線(xiàn)阻塞。集線(xiàn)器是一個(gè)

8、通信線(xiàn)纜的匯接裝置。12 元件和部件的模型2.1 時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器生成周期為1個(gè)仿真單位，占空比為50%的方波，每一個(gè)上升沿表示一天的到來(lái)。如圖2-1所示：圖2-1 時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器2.2 元件子系統(tǒng)模型2.2.1 構(gòu)成控制硬部件、接口部件、集線(xiàn)器部件的元件模型構(gòu)成控制硬部件、接口部件、集線(xiàn)器部件的所有元件特性滿(mǎn)足獨(dú)立同分布，對(duì)應(yīng)參數(shù)：元件發(fā)生故障的概率為： = 0.00047988利用stateflow建立如圖2-2所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)移機(jī)模型。為了簡(jiǎn)便算法，假定任何元件從故障狀態(tài)恢復(fù)后的第一天，一定處于無(wú)故障狀態(tài)，故設(shè)立recover狀態(tài)，表示故障恢復(fù)后第一天的狀態(tài)。圖2-2所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)移機(jī)模型有一個(gè)

9、輸入端口random，用于讀取隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)；有一個(gè)輸出端口state，用于輸出當(dāng)前元件的狀態(tài)；還有一個(gè)上升沿觸發(fā)端口day，用于引入時(shí)鐘信號(hào)。其外部結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。由于simulink自帶的uniform number generater模塊產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)與所給的seed有關(guān)，如果seed不變，每次產(chǎn)生的隨機(jī)序列都相同。所以隨機(jī)數(shù)發(fā)生器采用了matlab函數(shù)rand()，產(chǎn)生0至1之間的平均分布的隨機(jī)數(shù)。以便進(jìn)行多次仿真。將圖2-3所示的元件模型封裝為元件子系統(tǒng)模塊，便于部件的搭建。如圖2-4所示。圖2-2 構(gòu)成控制硬部件、接口部件、集線(xiàn)器部件的元件狀態(tài)轉(zhuǎn)移機(jī)模型圖2-3 狀態(tài)轉(zhuǎn)

10、移機(jī)外部接口 圖2-4 封裝后的元件子系統(tǒng)模塊2.2.2 構(gòu)成控制軟部件的元件模型構(gòu)成控制軟部件的單元件，對(duì)應(yīng)分布參數(shù)： 元件發(fā)生故障的概率為： = 0.004788未采取措施1的情況下，構(gòu)成控制軟部件的單元件的狀態(tài)轉(zhuǎn)移機(jī)模型與構(gòu)成控制硬部件、接口部件、集線(xiàn)器部件元件狀態(tài)轉(zhuǎn)移機(jī)模型大致相同，此處不再贅述。采取措施1的情況下，元件發(fā)生故障后可自動(dòng)恢復(fù)的概率為：0.95*p2 = 0.0045，需要人工修復(fù)的概率為：0.05*p2 = 0.0002394。利用stateflow建立如圖2-5所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)移機(jī)模型，并將其與外部模塊一起封裝成類(lèi)似于圖2-4所示的元件子系統(tǒng)。由于控制軟部件由單元件組成，

11、因此該元件子系統(tǒng)模塊就是控制軟部件模塊。圖2-5構(gòu)成控制軟部件的元件狀態(tài)轉(zhuǎn)移機(jī)模型2.2.3 構(gòu)成光電隔離器部件的元件模型構(gòu)成光隔部件的所有元件特性滿(mǎn)足獨(dú)立同分布，對(duì)應(yīng)參數(shù):光隔部件組成元件的故障可以自行恢復(fù)，故障狀態(tài)只持續(xù)1日。利用stateflow建立如圖2-6所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)移機(jī)模型。并將其與外部模塊一起封裝成類(lèi)似于圖2-4所示的光電隔離器元件子系統(tǒng)。圖2-6構(gòu)成光電隔離器部件的元件狀態(tài)轉(zhuǎn)移機(jī)模型2.3 系統(tǒng)部件模型2.3.1控制硬部件、接口部件、集線(xiàn)器部件模型控制硬部件、接口部件、集線(xiàn)器部件都可以看做由20個(gè)統(tǒng)計(jì)特性獨(dú)立元件構(gòu)成的部件，并適用串聯(lián)組合。因此，這些部件的狀態(tài)應(yīng)該是構(gòu)成部件的所

12、有元件狀態(tài)的邏輯與運(yùn)算結(jié)果。圖2-7控制硬部件、接口部件、集線(xiàn)器部件模型2.3.2控制軟部件模型與控制軟部件的元件模型一致。2.3.3光電隔離器部件模型光電隔離器可看作由5個(gè)統(tǒng)計(jì)特性獨(dú)立元件構(gòu)成的部件，其中任意3個(gè)元件無(wú)故障即能使該部件正常發(fā)揮效能，適用k-out-of-n組合，k=3, n=5。使用simulink中的sum 模塊，將5個(gè)元件的輸出狀態(tài)相加，再使用interval test模塊，測(cè)試sum模塊的輸出，如果sum模塊的輸出大于2，說(shuō)明有2個(gè)以上的模塊正常工作，interval test模塊輸出1，光電隔離器工作正常；否則interval test模塊輸出0，光電隔離器出現(xiàn)故障。

13、如圖2-8所示。圖2-8 光電隔離器部件模型3 故障的判定和記錄3.1 系統(tǒng)狀態(tài)記錄在一些元件和部件的狀態(tài)輸出端連接一個(gè)to workspace模塊，在每一個(gè)時(shí)鐘脈沖高電平到來(lái)的時(shí)候記錄一次，順序記錄到數(shù)列中，1表示工作正常，0表示出現(xiàn)故障。仿真結(jié)束后賦值給matlab工作區(qū)內(nèi)的變量，以便統(tǒng)計(jì)仿真結(jié)果。3.2、3.3、3.4所述的三種情況中的to workspace模塊互相獨(dú)立，互不干擾。例如：系統(tǒng)運(yùn)行10天，某元件的狀態(tài)數(shù)列為：1 1 0 0 0 1 1 1 1 1，表示該元件在第2天時(shí)發(fā)生故障，故障持續(xù)了3天，其余時(shí)刻工作正常。采用數(shù)列和矩陣的方式記錄仿真結(jié)果，在使用matlab處理結(jié)果時(shí)

14、，帶來(lái)了很大的方便。本仿真系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間為8年，所以數(shù)列的每一行有365*8=2920個(gè)元素。3.2元件故障為了統(tǒng)計(jì)人工修理的次數(shù)，需要在所有的會(huì)出現(xiàn)“需要人工修復(fù)的故障”的元件的狀態(tài)輸出端外連接to workspace模塊。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，主機(jī)子系統(tǒng)不采用“雙機(jī)熱備”時(shí)，一共需要統(tǒng)計(jì)184個(gè)元件的狀態(tài)；主機(jī)子系統(tǒng)采用“雙機(jī)熱備”時(shí)，需要統(tǒng)計(jì)225個(gè)元件的狀態(tài)。下面以主機(jī)子系統(tǒng)不采用“雙機(jī)熱備”時(shí)為例：仿真結(jié)束后，得到184個(gè)元件狀態(tài)數(shù)列，每一個(gè)數(shù)列有2920個(gè)元素，代表每個(gè)元件在2920天中的每一天的狀態(tài)。將這些數(shù)列組合起來(lái)，得到一個(gè)184行、2920列的矩陣a。要計(jì)算一次仿真時(shí)人工修理的次數(shù)，只要

15、計(jì)算矩陣a內(nèi)每一行“連0序列段”的個(gè)數(shù)。我們使用的算法是：在矩陣a第一列前加上一列“全1列”，然后計(jì)算矩陣a內(nèi)滿(mǎn)足以下條件的元素個(gè)數(shù)： 該元素的值為0，但是與它同一行前一個(gè)元素的值為1。3.3系統(tǒng)故障系統(tǒng)故障的定義：系統(tǒng)內(nèi)若存在有失效狀態(tài)的部件，則認(rèn)為系統(tǒng)有故障。與3.2所述類(lèi)似，在所有部件的狀態(tài)輸出端外連接to workspace模塊。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，主機(jī)子系統(tǒng)不采用“雙機(jī)熱備”時(shí)，一共需要統(tǒng)計(jì)15個(gè)部件的狀態(tài)；主機(jī)子系統(tǒng)采用“雙機(jī)熱備”時(shí)，需要統(tǒng)計(jì)18個(gè)部件的狀態(tài)。下面以主機(jī)子系統(tǒng)不采用“雙機(jī)熱備”時(shí)為例：仿真結(jié)束后，得到15個(gè)部件狀態(tài)數(shù)列，每一個(gè)數(shù)列有2920個(gè)元素，代表每個(gè)部件在2920天中的

16、每一天的狀態(tài)。將這些數(shù)列組合起來(lái)，得到一個(gè)15行、2920列的矩陣b。課題要求中規(guī)定：原因不同的兩個(gè)或多個(gè)故障，如果首尾相連或者重疊發(fā)生，視作同一次故障。因此計(jì)算系統(tǒng)故障發(fā)生次數(shù)時(shí)，先對(duì)矩陣b進(jìn)行處理，把矩陣b每一列的所有元素做邏輯與運(yùn)算，得到一個(gè)1行、2920列的矩陣s。矩陣s中“連0序列段”的個(gè)數(shù)，就是一次仿真時(shí)系統(tǒng)故障的發(fā)生次數(shù)。3.4系統(tǒng)重大故障根據(jù)“系統(tǒng)重大故障”的定義，在特定的部件狀態(tài)輸出端外連接to workspace模塊。這里的特定部件為：1、 主機(jī)子系統(tǒng)的三個(gè)部件的狀態(tài)做邏輯與運(yùn)算后的狀態(tài)輸出。采用“雙機(jī)熱備”時(shí)，對(duì)兩個(gè)主機(jī)子系統(tǒng)的狀態(tài)做邏輯或運(yùn)算后輸出。2、 集線(xiàn)器部件的狀

17、態(tài)輸出。3、 在三個(gè)通信從機(jī)的接口電路旁分別附加一個(gè)有10%概率輸出0的模塊，將其輸出與接口電路狀態(tài)輸出做邏輯或運(yùn)算后連接to workspace模塊。如圖3-1所示。4、 將3個(gè)通信子系統(tǒng)的狀態(tài)按照k-out-of-n的形式連接后輸出，當(dāng)k2時(shí)，輸出為0。圖3-1 10%概率輸出0模塊不采取措施1、2、3時(shí)，需要統(tǒng)計(jì)6處狀態(tài)，采取措施2時(shí)，需要統(tǒng)計(jì)3處狀態(tài)，采取措施1、2、3時(shí)，需要統(tǒng)計(jì)3處狀態(tài)。計(jì)算系統(tǒng)重大故障發(fā)生次數(shù)的算法與3.3中所述的類(lèi)似。先得到狀態(tài)矩陣c，把矩陣c每一列的所有元素做邏輯與運(yùn)算，得到一個(gè)1行、2920列的矩陣f。矩陣f中“連0序列段”的個(gè)數(shù)，就是一次仿真時(shí)系統(tǒng)故障的發(fā)

18、生次數(shù)。3.5 無(wú)故障運(yùn)行天數(shù)計(jì)算3.3中得到的矩陣s中的“1”的個(gè)數(shù)，得到的結(jié)果就是一次仿真時(shí)系統(tǒng)的無(wú)故障運(yùn)行天數(shù)。3.6 連續(xù)無(wú)故障運(yùn)行天數(shù)計(jì)算3.3中得到的矩陣s中的“連1序列段”的個(gè)數(shù)和每段的長(zhǎng)度。我們將結(jié)果存入矩陣中。例如：矩陣3 5 7表示有三個(gè)“連1序列段”，長(zhǎng)度分別為3、5、7，表示系統(tǒng)有三段連續(xù)無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間，分別是3天、5天和7天。等到100次仿真做完，再匯總計(jì)算均值。3.7 連續(xù)無(wú)重大故障運(yùn)行天數(shù)計(jì)算方法與3.6中所述類(lèi)似，對(duì)矩陣f進(jìn)行統(tǒng)計(jì)即可，此處不再贅述。4 仿真的控制和結(jié)果統(tǒng)計(jì)建立5個(gè)模型，分別對(duì)應(yīng)課題要求上的5種情況，然后編寫(xiě)5個(gè)m文件控制一次仿真的進(jìn)行并返回結(jié)果

19、，最后編寫(xiě)一個(gè)主程序?qū)γ糠N情況循環(huán)執(zhí)行100次并統(tǒng)計(jì)結(jié)果，輸出到文本文件。5 仿真結(jié)果分析每個(gè)模型仿真運(yùn)行100次后，得到的結(jié)果如表5-1所示：表5-1 仿真結(jié)果匯總?cè)斯ば蘩淼钠骄螖?shù)系統(tǒng)故障的平均次數(shù)系統(tǒng)重大故障平均次數(shù)平均無(wú)故障運(yùn)行天數(shù)平均連續(xù)無(wú)故障運(yùn)行天數(shù)平均連續(xù)無(wú)重大故障運(yùn)行天數(shù)不采取措施1、2、3308.7200214.7500119.34002124.65009.864721.5077單獨(dú)采取措施1257.6800189.2500106.35002241.210011.796524.4923單獨(dú)采取措施2305.2200211.8900103.60002134.960010.043

20、624.9534單獨(dú)采取措施3375.8500239.520070.02001983.85008.256138.9686同時(shí)采取措施1、2、3309.6600213.530044.78002125.73009.922261.2814通過(guò)仔細(xì)分析仿真結(jié)果后我們發(fā)現(xiàn)：?jiǎn)为?dú)采取措施1后，“人工修理平均次數(shù)”、“系統(tǒng)故障平均次數(shù)”顯著減少，這是由于采用了看門(mén)狗機(jī)制，使得絕大部分的軟件故障能夠自己恢復(fù)，減少了“人工修理平均次數(shù)”和“系統(tǒng)故障平均次數(shù)”。單獨(dú)采取措施2后，“系統(tǒng)重大故障平均次數(shù)”與不采取措施相比，只是略有減少，這可能是由于由三臺(tái)從機(jī)引起的“系統(tǒng)重大故障”在“系統(tǒng)重大故障”總數(shù)中所占比例不是

21、很大的關(guān)系。也有可能是樣本數(shù)據(jù)發(fā)生了很大的偏移導(dǎo)致。單從仿真數(shù)據(jù)上來(lái)看，單獨(dú)采取措施2，對(duì)系統(tǒng)可靠性的提升不是很顯著。單獨(dú)采取措施3后，“人工修理平均次數(shù)”和“系統(tǒng)故障平均次數(shù)”顯著增加，這是因?yàn)樵黾恿艘慌_(tái)通信主機(jī)子系統(tǒng)，系統(tǒng)元件數(shù)增加，“人工修理平均次數(shù)”和“系統(tǒng)故障平均次數(shù)”也增加了。“系統(tǒng)重大故障平均次數(shù)”與不采取措施相比顯著減少，這再次說(shuō)明由通信主機(jī)引起的“系統(tǒng)重大故障”在“系統(tǒng)重大故障”總數(shù)中所占比例較高。從仿真數(shù)據(jù)上看，采取措施3以后，系統(tǒng)在面對(duì)“系統(tǒng)重大故障”時(shí)，可靠性有了顯著提高，但這個(gè)提高是以系統(tǒng)普通故障數(shù)增加為代價(jià)換來(lái)的。同時(shí)采取措施1、2、3后，“人工修理平均次數(shù)” 和“

22、系統(tǒng)故障平均次數(shù)”與不采取任何措施時(shí)相近，這是因?yàn)椴扇〈胧?的正面效果與采取措施3的副作用相抵消的緣故?！跋到y(tǒng)重大故障的平均次數(shù)”和“平均連續(xù)無(wú)重大故障運(yùn)行天數(shù)”均達(dá)到了最高。從仿真結(jié)果上看：同時(shí)采取措施1、2、3與不采取措施相比，只是顯著提高了系統(tǒng)在面對(duì)“系統(tǒng)重大故障”時(shí)的可靠性。綜上所述，采取措施1可以提升系統(tǒng)在面對(duì)普通故障時(shí)的可靠性，而且沒(méi)有副作用；采取措施3可以提升系統(tǒng)在面對(duì)重大故障時(shí)的可靠性，但是會(huì)降低系統(tǒng)在面對(duì)普通故障時(shí)的可靠性。如果措施1、3同時(shí)使用，與不采取措施相比，措施1的正面效果被措施3完全抵消，僅能提升系統(tǒng)在面對(duì)重大故障時(shí)的可靠性。從仿真數(shù)據(jù)來(lái)看，措施2對(duì)系統(tǒng)可靠性的提升

23、影響不大。6 參考文獻(xiàn)1 “主從多機(jī)通信系統(tǒng)可靠性建模研究”課題要求v37 附錄7.1 程序代碼主程序：function main% 這是主程序，控制仿真的進(jìn)行，統(tǒng)計(jì)仿真的數(shù)據(jù)times = 100; %仿真進(jìn)行的次數(shù)，也就是數(shù)據(jù)樣本的個(gè)數(shù)fid = fopen(result.txt,wt); %存放結(jié)果的文件for t = 1:5%-計(jì)算仿真模型的數(shù)據(jù)-temp1 = 0;temp2 = 0;temp3 = 0;temp4 = 0;temp5 = ;temp6 = ;a1 = 0;a2 = 0;a3 = 0;a4 = 0;a5 = 0;a51 = 0;a52 = 0;a6 = 0;a61 =

24、 0;a62 = 0;for n = 1:timesnteval(temp1, temp2, temp3, temp4, temp5, temp6 = dowork,num2str(t)a1 = a1 + temp1;a2 = a2 + temp2;a3 = a3 + temp3;a4 = a4 + temp4;a51 = a51 + sum(temp5);a52 = a52 + length(temp5);a61 = a61 + sum(temp6);a62 = a62 + length(temp6);end;a1 = a1/times; %人工修理的平均次數(shù)a2 = a2/times; %

25、系統(tǒng)故障的平均發(fā)生次數(shù)a3 = a3/times; %系統(tǒng)重大故障的平均發(fā)生次數(shù)a4 = a4/times; %平均無(wú)故障運(yùn)行天數(shù)a5 = a51/a52; %平均連續(xù)無(wú)故障運(yùn)行天數(shù)a6 = a61/a62; %平均連續(xù)無(wú)重大故障運(yùn)行天數(shù)output = a1 a2 a3 a4 a5 a6;fprintf(fid,%6.4f %6.4f %6.4f %6.4f %6.4f %6.4fn,output);%-仿真模型的數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)束-end;fclose(fid);運(yùn)行第一個(gè)仿真模型的程序dowork1，其他的類(lèi)似function count1, count2, count3, count4, c

26、ount5, count6 = dowork1% work1用于運(yùn)行第一個(gè)仿真模型（不采取措施1、2、3）并統(tǒng)計(jì)結(jié)果% data1 - data184 是每個(gè)元件的狀態(tài)數(shù)列% part1 - part15 是每個(gè)部件件的狀態(tài)數(shù)列% fatal1 - fatal5 是系統(tǒng)的重大故障數(shù)列，fatal6是根據(jù)slave1,slave2,slave3推測(cè)出來(lái)的重大故障數(shù)列% slave1,slave2,slave3是表示子系統(tǒng)工作狀態(tài)的數(shù)列sim(work1,0,2920); %開(kāi)始仿真，如果時(shí)間為8年，那么應(yīng)該這樣設(shè)定:0,2920d1 = ; %初始化d1，d1是所有元件的狀態(tài)矩陣，它的行數(shù)為元件

27、數(shù)，列為每一天d2 = ; %初始化d2，d2是所有部件的狀態(tài)矩陣，表示系統(tǒng)故障。它的行數(shù)為系統(tǒng)的部件個(gè)數(shù)，列為每一天d3 = ; %初始化d3，d3是系統(tǒng)的重大故障狀態(tài)矩陣，表示重大系統(tǒng)故障。s = ; %初始化s，s表示整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)矩陣f = ; %初始化f，f表示整個(gè)系統(tǒng)的重大故障狀態(tài)矩陣%-以下是計(jì)算人工修理次數(shù)的代碼-count1 = 0; %count1是人工修理的次數(shù)for i = 1:184eval(d1 = d1,data,num2str(i),;); %將所有的狀態(tài)數(shù)列整合成矩陣end;d1 = d1;d1(:,1) = 1; %初始狀態(tài)設(shè)定為1m, n = size(d

28、1); %矩陣d1有m行，n列for i = 1:mfor j = 1:nif (d1(i,j) = 0) & (d1(i,j-1) = 0)count1 = count1 + 1;end;end;end;%-以下是計(jì)算系統(tǒng)故障數(shù)的代碼-count2 = 0; %系統(tǒng)故障的發(fā)生次數(shù)for i = 1:15eval(d2 = d2,part,num2str(i),;); %將所有的狀態(tài)數(shù)列整合成矩陣end;d2 = d2;d2(:,1) = 1; %初始狀態(tài)設(shè)定為1s = d2(1,:); %將d2的第一行賦值給sm1,n1 = size(d2); %矩陣d2有m1行，n1列for i = 1:

29、m1for j = 1:n1s(1,j) = s(1,j) & d2(i,j); %把s分別與d2的每一行的相應(yīng)元素做邏輯與運(yùn)算end;end;for j = 1:n1if (s(1,j) = 0) & (s(1,j-1) = 0)count2 = count2 +1;end;end;%-以下是計(jì)算系統(tǒng)重大故障發(fā)生次數(shù)的代碼-count3 = 0; %系統(tǒng)重大故障發(fā)生次數(shù)fatal6 = slave1 + slave2 + slave3; %把三個(gè)子系統(tǒng)的狀態(tài)相加。m2,n2 = size(fatal6); %矩陣fatal6有m2行，n2列for i = 1:m2if fatal6(i,1) 2fatal6(i,1)