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第二版前言1

第一版前言1

第1章 可靠性与可靠性技术概论1

1.1可靠性技术研究的必要性2

1.2可靠性技术研究的范畴3

1.2.1避错技术3

1.2.2容错技术4

1.2.3可测性设计5

1.2.4失败安全设计6

1.3可靠性研究的四层次结构模型7

1.4故障与故障模型9

1.4.1故障分类9

1.4.2故障模型11

1.5表征系统可靠性的参数指标16

1.5.1可靠性与可靠度（Reliability）16

1.5.2可维性与可维度（Maintainability）17

1.5.3可用性与可用度（Availability）18

1.5.4安全性与安全度（Safety）19

1.5.5保能性与保能度（Performability）19

1.5.6可测性与可测度（Testability）19

1.5.7简化可靠性参数20

1.6简单系统的可靠性分析计算21

1.6.1串联系统21

1.6.2并联系统21

1.6.3串并联系统22

1.6.4并串联系统23

习题一23

第2章 避错技术之电磁兼容设计25

2.1电磁兼容概述26

2.1.1电磁兼容与电磁兼容性26

2.1.2与电磁兼容有关的常用术语26

2.1.3电磁干扰形成三要素与电磁干扰效应29

2.1.4电磁兼容的实施30

2.2电磁兼容设计的主要内容与基本参数31

2.2.1系统内电磁兼容设计31

2.2.2系统间电磁干扰控制31

2.2.3电磁兼容设计的基本参数32

2.3电磁兼容设计要点33

2.3.1抑制干扰源的设计要点33

2.3.2抑制干扰耦合的设计要点33

2.3.3敏感设备的设计要点34

2.3.4搭接的设计要点34

2.3.5接地的设计要点34

2.3.6屏蔽设计要点35

2.4屏蔽技术36

2.4.1屏蔽与屏蔽分类36

2.4.2电屏蔽原理36

2.4.3磁屏蔽原理39

2.4.4电磁屏蔽原理41

2.4.5几种实用屏蔽技术42

2.5滤波技术47

2.5.1滤波器的特性与分类47

2.5.2 EMI滤波器的特点49

2.5.3 EMI滤波器的特殊组件50

2.5.4滤波器的选择与使用51

2.5.5几种实用滤波方法54

2.6接地与搭接技术55

2.6.1搭接与接地概念56

2.6.2接地线类型56

2.6.3安全接地56

2.6.4信号接地58

2.6.5接地设计61

2.6.6地环路干扰及抑制63

2.6.7搭接技术67

习题二69

第3章 避错技术之热兼容设计70

3.1概述71

3.2防热设计71

3.2.1防热设计的基本原理71

3.2.2防热设计的基本原则和主要内容72

3.3统计信号处理方法77

3.3.1减小阻尼降低热噪声强度77

3.3.2引入滤波器实现信号复原79

3.4温度补偿82

3.4.1温度补偿基本原理82

3.4.2硬件温度补偿82

3.4.3软件温度补偿87

习题三93

第4章 可靠性编码技术94

4.1检错纠错码概述95

4.1.1检错纠错编码原理95

4.1.2关于编码技术的几个基本概念97

4.1.3码距与检错、纠错能力的关系97

4.2常用可靠性编码98

4.2.1奇偶校验码98

4.2.2循环码（循环冗余码，CRC）105

4.2.3汉明码110

4.2.4算术码115

4.2.5校验和码120

4.2.6 n中取m码（m/n码）121

4.2.7伯格码123

4.3可靠性编码的码制选择125

习题四126

第5章 故障自检测与自诊断技术128

5.1故障自检测与自诊断概述129

5.1.1故障检测与诊断概念129

5.1.2故障自检测与自诊断129

5.1.3检测与诊断技术的评价标准133

5.2以硬件冗余为主导的故障检测与诊断技术133

5.2.1基于检错码的自检测技术133

5.2.2基于冗余模块的比较检测技术144

5.2.3基于自对偶函数的交替逻辑检测技术146

5.2.4基于监视定时器的检测技术147

5.3以软件冗余为主导的故障检测与诊断技术148

5.3.1故障检测与诊断的基本方法148

5.3.2基于状态观测器的故障诊断方法155

5.3.3基于卡尔曼滤波器的故障检测与诊断方法157

5.3.4基于强跟踪滤波器的控制系统故障诊断160

习题五163

第6章 故障屏蔽技术166

6.1故障屏蔽概述167

6.2元件级故障屏蔽技术167

6.2.1二倍冗余结构167

6.2.2四倍冗余结构168

6.2.3桥接冗余结构169

6.3逻辑级故障屏蔽技术170

6.3.1交织逻辑170

6.3.2编码状态机逻辑172

6.4模块级故障屏蔽技术173

6.4.1模块级故障屏蔽模型174

6.4.2 N模冗余中校正器的设计174

6.4.3三模冗余技术177

6.4.4三模一单模系统183

6.5系统级故障屏蔽技术184

6.6故障屏蔽技术在PC控制系统设计中的应用185

6.6.1可编程控制器的基本概念185

6.6.2控制系统的静态冗余设计188

6.6.3控制系统供电系统设计191

习题六192

第7章 动态冗余技术194

7.1动态冗余概述195

7.2重组195

7.2.1后援备份重组196

7.2.2缓慢降级重组196

7.2.3重组中的状态切换197

7.3可重组的动态N模冗余技术198

7.3.1待命储备式N模冗余199

7.3.2可重组二模冗余199

7.3.3混合N模冗余202

7.3.4自适应重组N模冗余206

7.3.5自清除冗余208

7.3.6筛除冗余210

7.3.7双机-三模冗余212

7.3.8动态N模冗余小结212

7.4恢复214

7.4.1向前/向后恢复技术214

7.4.2常用恢复算法216

7.4.3计算机系统基本部分的恢复技术222

7.4.4文件恢复技术225

7.4.5通信系统的恢复技术228

7.5多处理机系统的动态冗余结构与容错处理229

7.5.1常用多处理机系统冗余结构229

7.5.2容错处理236

7.6模拟部件的冗余容错239

7.6.1模拟部件的错误屏蔽技术239

7.6.2中值选择模拟信号表决器240

7.6.3模拟TMR表决器的VLSI实现与应用241

7.6.4磁通和技术在模拟TMR系统中的应用242

7.6.5模拟TMR表决的软件实现243

7.7动态冗余设计的综合考虑243

习题七245

第8章 软件可靠性技术248

8.1软件可靠性概述249

8.1.1软件可靠性与硬件可靠性的联系和区别249

8.1.2软件可靠性技术的内涵250

8.1.3软件可靠性定义250

8.1.4软件可靠性指标251

8.2软件避错排错技术254

8.2.1软件可靠性管理技术254

8.2.2可靠性程序设计技术255

8.2.3程序验证技术257

8.3软件容错技术267

8.3.1容错软件的基本概念及原理267

8.3.2容错软件设计的基本技术270

8.3.3容错软件设计的先进技术272

8.3.4容错软件设计的其他常用技术273

8.3.5容错软件的相异性设计准则277

8.4虚拟化技术278

8.4.1基于虚拟机监控器的安全日志279

8.4.2基于虚拟机监控器的冗余279

8.4.3软件动态更新280

习题八284

第9章 容错控制技术285

9.1容错控制概述286

9.1.1容错控制的主要方式286

9.1.2容错控制发展状况290

9.2被动容错控制技术291

9.2.1基于可靠镇定的被动容错控制291

9.2.2一类基于TS模型的非线性系统模糊完整性控制294

9.2.3基于同时镇定的容错控制299

9.3主动容错控制技术303

9.3.1基于反馈增益重构的主动容错控制304

9.3.2基于状态观测器的主动容错控制307

9.3.3基于跟踪微分器的主动容错控制308

习题九311

第10章 失败安全设计技术313

10.1失败安全设计概述314

10.2失败安全设计和失败安全的条件314

10.3输出失败安全设计315

10.4系统失败安全设计317

10.4.1基于检错码原理的失败安全设计317

10.4.2分块法失败安全设计320

习题十324

第11章 系统可靠性设计与分析326

11.1系统可靠性设计与分析概述327

11.2系统可靠性设计方法327

11.2.1需求分析328

11.2.2方案选择328

11.2.3方案论证329

11.2.4详细设计329

11.2.5研制测试329

11.3系统可靠性分析方法330

11.3.1可靠性框图分析法330

11.3.2马尔可夫模型分析法342

11.3.3故障树分析法349

11.3.4实际系统可靠性分析举例361

11.4系统可靠性设计举例364

11.4.1高可靠性飞机测控计算机系统的设计364

11.4.2高可靠性星载接口计算机的设计373

11.4.3高可靠性磁浮列车测控系统设计379

习题十一390

参考文献394