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第1章 概论1

1.1测控系统的基本组成1

1.2现代测控系统的特点2

1.3可靠性的基本概念3

1.4测控系统可靠性及测度4

1.4.1可靠性与可靠度4

1.4.2测控系统可靠性6

1.4.3简化可靠性参数7

1.5测控系统可靠性技术与方法8

1.5.1避错技术8

1.5.2容错技术9

1.5.3可测性设计技术10

1.5.4失败安全设计技术11

1.6本书内容安排11

习题12

第2章 可靠性理论基础13

2.1可靠度函数13

2.1.1可靠度13

2.1.2失效概率密度和累积失效概率14

2.1.3失效率14

2.2常用的失效密度函数15

2.2.1二项分布16

2.2.2泊松（Poisson）分布17

2.2.3指数分布19

2.2.4正态分布21

2.2.5截尾正态分布23

2.2.6对数正态分布24

2.2.7威布尔（Weibull）分布26

2.3多态关联系统与多元布尔逻辑29

2.3.1多状态系统29

2.3.2多状态关联系统33

2.3.3布尔逻辑34

2.3.4多元布尔逻辑35

习题37

第3章 系统可靠性分析方法38

3.1系统的组成及功能逻辑框图38

3.2基于可靠性框图的分析法40

3.2.1系统可靠性框图及其建立40

3.2.2真值表法41

3.2.3全概率公式法43

3.2.4最小路集法和最小割集法47

3.3基于马尔柯夫模型的分析法53

3.3.1状态图及其构造53

3.3.2状态图的简化54

3.3.3状态方程及其解算方法56

3.4基于故障树的分析法60

3.4.1故障树分析法概述60

3.4.2故障树的建造61

3.4.3故障树的数学描述63

3.4.4故障树的定性分析66

3.4.5故障树的定量计算70

3.4.6故障树分析法的评价75

3.5简单系统可靠性分析75

3.5.1串联系统75

3.5.2并联系统76

3.5.3串并联系统78

3.5.4并串联系统79

3.6表决系统可靠性分析80

3.6.1 2/3（G）系统80

3.6.2 m/n（G）系统81

习题83

第4章 测控系统硬件可靠性85

4.1电子元器件可靠性85

4.1.1电子元器件的失效及分析85

4.1.2系统设计中电子元器件可靠性措施90

4.1.3常用电子元器件的特点及选择96

4.2测控电路可靠性112

4.2.1测控电路的组成112

4.2.2测控系统对测控电路的基本要求115

4.2.3测控电路可靠性措施117

习题126

第5章 测控系统软件可靠性127

5.1软件可靠性127

5.1.1软件可靠性与硬件可靠性的联系和区别128

5.1.2软件可靠性技术的内涵129

5.1.3软件可靠性定义130

5.2软件可靠性模型133

5.2.1概述133

5.2.2 Jelinski-Moranda模型134

5.2.3 Goel-Okumoto的NHPP模型136

5.2.4 Weibull模型138

5.2.5 Littlewood模型139

5.2.6对数Poisson执行时间模型141

5.3调度算法可靠性141

5.3.1实时调度算法分类142

5.3.2单处理器实时调度算法142

5.3.3 DM算法的可调度性分析144

5.4程序运行时间计算方法145

5.4.1程序运行时间概述145

5.4.2嵌入式操作系统中程序运行时间计算方法146

5.4.3缩短程序运行时间149

5.5同步151

5.5.1基本概念151

5.5.2分布式操作系统中的进程同步152

习题155

第6章 测控系统通信可靠性156

6.1通信系统的基本模型156

6.1.1模拟通信系统157

6.1.2数字通信系统模型159

6.2测控系统网络协议159

6.2.1基金会现场总线160

6.2.2 LonWorks161

6.2.3 ProfiBus162

6.2.4控制器局域网总线CAN162

6.2.5 RS-232C通信接口165

6.2.6通用串行总线（USB）技术167

6.3测控通信网络差错分析170

6.4测控通信网络流量分析173

6.4.1网络流量的特点173

6.4.2网络流量模型174

6.5测控通信网络时延分析175

6.5.1时延产生的原因175

6.5.2测控系统中时延的组成176

6.5.3网络时延的类型176

6.5.4时延的计算方法179

6.6测控通信网络信息安全180

6.6.1测控网络与信息网络的区别180

6.6.2测控通信网络安全威胁181

6.6.3常用的安全措施184

6.6.4基于安全区的测控通信网络安全模型185

6.7测控通信网络性能可靠性187

6.7.1多状态单调关联模型187

6.7.2最小路径集算法189

6.7.3应用举例191

习题194

第7章 测控系统可信设计195

7.1可信性定义及属性195

7.2影响测控系统可信性的主要因素196

7.2.1失效的定义及后果196

7.2.2故障196

7.2.3错误的定义及传递性197

7.3测控系统的故障模式与可信保障198

7.3.1故障模型及分类198

7.3.2硬件结构类/功能类故障模型200

7.3.3软件结构类/功能类故障模型203

7.3.4测控系统可信性保障208

7.4故障安全209

7.4.1利用固有的安全性209

7.4.2利用结构冗余技术的安全性210

7.4.3结构冗余设计故障安全实例211

7.5差错控制码215

7.5.1检错纠错码概述215

7.5.2奇偶校验码219

7.5.3循环冗余码227

7.5.4汉明码232

7.5.5差错控制码的选择238

7.6测控系统可信性评估239

7.6.1可测性及其测度239

7.6.2可维护性及其测度240

7.6.3可用性及其测度243

7.6.4安全性及其测度245

7.6.5保密性及其测度247

7.6.6可信性的综合评价标准247

习题249

第8章 测控系统可靠性研究进展250

8.1信息融合技术250

8.1.1信息融合的特点及其与可靠性评估的应用结合250

8.1.2基于信息融合技术的可靠性评估方法251

8.2模糊理论254

8.2.1常规可靠性理论的局限性254

8.2.2模糊可靠性研究现状254

8.2.3常用的隶属函数及其选择255

8.2.4串并联系统的模糊可靠度258

8.3神经网络258

8.3.1神经网络的特点259

8.3.2神经网络在容错系统可靠性分析中的应用260

8.3.3神经网络在估计网络可靠性中的应用264

8.4动态故障树267

8.4.1动态故障树概述267

8.4.2动态逻辑门及其向Markov状态转移键的转换267

8.4.3动态故障树处理方法269

8.4.4应用实例269

8.5其他方法272

习题273

参考文献274