【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電動垂直起降載人飛行器，具體涉及一種電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法及系統。
技術介紹
1、電動垂直起降(electric?vertical?take－off?and?landing，evtol)載人飛行器是重要的未來城市交通載具。然而作為一種新型的交通工具，evtol飛行器的安全性和可靠性仍需得到證明和確認。目前，世界范圍內尚無真正意義上的載人evtol飛行器獲得適航認證。evtol飛行器架構及分布式推進技術所帶來的安全性問題是限制其大規模應用的主要技術瓶頸和挑戰。
2、目前evtol飛行器正處于起步階段，其安全性設計仍采用傳統民機的安全性方法，即sae?arp?4761指南給出的安全性評估方法。然而，sae?arp?4761的安全性評估方法是在離散的標稱運行風險下，通過功能危害評估確定安全性目標，隨后分配并驗證安全性預算的過程。例如，其功能危害評估實際上研究的是離散化的功能失效狀態分類：功能喪失、功能超限、功能錯誤。然后針對離散的失效狀態，通過啟發和個案經驗，定義離散化的安全性目標。而對于像evtol飛行器這樣的新穎概念和架構，則更可能會出現一系列連續的功能退化場景。因此，基于離散失效(例如，客機單發失效)標稱場景的傳統安全性方法無法用于評估連續功能退化(例如，損失16個推進器中的2個，可能只會引發功能退化，而損失達到一定數量才會被歸類至某一離散的標稱危害)的非標稱場景?，F有技術中，并無非離散的安全性設計方法來解決evtol飛行器的安全性難題。
3、當前的安全性評估與設計流程
4、如何針對evtol飛行器設計一種非離散的安全性評估方法是本領域亟待解決的重要問題之一。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法及系統，以解決現有技術中的不足，它能夠針對evtol飛行器進行非離散的安全性評估。
2、本專利技術提供了一種電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其中，包括以下步驟，
3、s1，構建非離散功能退化－安全性度量指標函數；
4、s2，構建非離散的安全性度量指標與功能危害之間的函數；
5、s3，根據非離散功能退化－安全性度量指標函數和非離散的安全性度量指標與功能危害之間的函數計算非離散的功能退化對應的失效概率裕度；
6、s4，進行系統安全性評估，其中，包括基于有向無環圖的失效概率預算分配和基于貝葉斯決策的失效概率預算驗證，以得到各部件失效率是否滿足分配的失效率預算。
7、如上所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其中，可選的是，步驟s1中構建非離散功能退化－安全性度量指標函數包括以下具體步驟，
8、s11，定義evtol飛行器飛機級功能；
9、s12，選取合適的連續安全性度量指標并構建計算模型；
10、s13，構建歸一化的連續功能退化對安全性度量指標函數映射。
11、如上所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其中，可選的是，連續安全性度量指標包括飛機爬升率、真空速、阻力、加速度、角速度中的至少一個。
12、如上所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其中，可選的是，步驟s2包括以下具體步驟，
13、s21，計算安全性指標損失造成的安全性影響；
14、s22，推理和計算安全性影響帶來的功能危害；
15、s23，構建安全性度量指標－功能危害函數。
16、如上所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其中，可選的是，步驟s22具體為，采用模糊算法，將安全性指標造成的各方影響模糊化，通過模糊推理和清晰化輸出連續的功能危害分類。
17、如上所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其中，可選的是，步驟s3包括以下具體步驟，
18、s31，綜合評估連續功能退化的功能危害；其中，通過層次分析法得到各安全性度量指標評價權重系數，得到功能退化率－功能危害程度函數；
19、s32，選取適用于evtol載人飛行器的安全性目標；
20、s33，選擇合適的函數擬合功能危害與失效概率裕度之間的映射關系，以得到功能退化與失效概率裕度的函數關系；其中，根據失效概率裕度與功能危害程度的關系，通過擬合的方式得到連續的功能退化率－失效概率裕度函數。
21、如上所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其中，可選的是，步驟s4中，基于有向無環圖的失效概率預算分配為，通過自上而下和自下而上的安全性分析方法，建立系統各部件與功能之間的拓撲關系，以得到有向無環圖；基于該有向無環圖建立部件故障對功能退化率的函數，通過容許的功能退化率－失效概率裕度函數關系即可實現分配至各部件的失效概率預算。
22、如上所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其中，可選的是，步驟s4中，基于貝葉斯決策的失效概率預算驗證的方法為：計算部件失效率關于部件故障數據的后驗概率，以此作為貝葉斯行動決策的輸入，采用其后驗概率分布來判斷部件失效率是否滿足預算的可信度評價；其中，可信度評價過程為，根據預先建立的貝葉斯決策的行動集合、真實情況集合、貝葉斯決策的損失函數及后驗分布與決策的代價函數，基于后驗部件失效率小于失效率預算的概率進行計算，以判斷該部件失效率是否滿足分配的失效率預算。
23、如上所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其中，可選的是，貝葉斯決策的損失函數為，
24、loss(a,p后驗(λ))＝∫λl(a,t)p后驗(λ)δλ
25、其中，
26、
27、a∈a,a＝{滿足，不滿足},
28、t∈t,t＝{滿足，不滿足}
29、l(a,t)是關于后驗分布和決策的代價函數，p后驗為后驗概率，a為貝葉斯決策的行動集合，t為真實情況集合。
30、本專利技術還提出了一種電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估系統，其中，包括，
31、性能指標模型，用于獲取evtol飛行器的幾何、氣動參數，并輸出安全性度量指標；
32、非離散fha模塊，與性能指標模型連接，用于從性能指標模型獲取安全性度量指標，并執行上述任一項本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其特征在于：包括以下步驟，
2.根據權利要求1所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其特征在于：步驟S1中構建非離散功能退化－安全性度量指標函數包括以下具體步驟，
3.根據權利要求2所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其特征在于：連續安全性度量指標包括飛行控制可控度指標、飛機爬升率、真空速、阻力、加速度、角速度中的至少一個。
4.根據權利要求1所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其特征在于：步驟S2包括以下具體步驟，
5.根據權利要求4所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其特征在于：步驟S22具體為，采用模糊算法，將安全性指標造成的各方影響模糊化，通過模糊推理和清晰化輸出連續的功能危害分類。
6.根據權利要求1所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其特征在于：步驟S3包括以下具體步驟，
7.根據權利要求1所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其特征在于：步驟S4中，基
8.根據權利要求1所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其特征在于，步驟S4中，基于貝葉斯決策的失效概率預算驗證的方法為：計算部件失效率關于部件故障數據的后驗概率，以此作為貝葉斯行動決策的輸入，采用其后驗概率分布來判斷部件失效率是否滿足預算的可信度評價；其中，可信度評價過程為，根據預先建立的貝葉斯決策的行動集合、真實情況集合、貝葉斯決策的損失函數及后驗分布與決策的代價函數，基于后驗部件失效率小于失效率預算的概率進行計算，以判斷該部件失效率是否滿足分配的失效率預算。
9.根據權利要求8所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其特征在于，貝葉斯決策的損失函數為，
10.一種電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估系統，其特征在于，包括，
...【技術特征摘要】
1.一種電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其特征在于：包括以下步驟，
2.根據權利要求1所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其特征在于：步驟s1中構建非離散功能退化－安全性度量指標函數包括以下具體步驟，
3.根據權利要求2所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其特征在于：連續安全性度量指標包括飛行控制可控度指標、飛機爬升率、真空速、阻力、加速度、角速度中的至少一個。
4.根據權利要求1所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其特征在于：步驟s2包括以下具體步驟，
5.根據權利要求4所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其特征在于：步驟s22具體為，采用模糊算法，將安全性指標造成的各方影響模糊化，通過模糊推理和清晰化輸出連續的功能危害分類。
6.根據權利要求1所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其特征在于：步驟s3包括以下具體步驟，
7.根據權利要求1所述的電動垂直起降載人飛行器的非離散安全性評估方法，其特征在...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃海山，嚴旭飛，趙龍飛，吳帥，焦宗夏，
申請(專利權)人：天目山實驗室，
類型：發明
國別省市：
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