基于模型的相互作用有限状态系统故障诊断分析

"相互作用有限状态系统的故障诊断分析方法" 本文介绍了针对相互作用有限状态系统（Finite State Machines, FSMs）的一种故障诊断分析方法，主要应用于计算机信息科学和电气工程领域。作者Dan Lawesson、Ulf Nilsson和Inger Klein探讨了如何在系统停顿后进行故障隔离和诊断，以解决复杂控制系统中的故障问题。 首先，文章提到的状态空间爆炸问题，是指当系统包含大量状态时，分析和诊断变得极其困难。为了解决这一问题，作者提出了使用局部抽象的概念，通过将系统的局部行为简化为更小的、独立的自动机，从而减小状态空间的规模。这种方法允许在不丢失关键信息的情况下，有效地处理复杂的系统模型。 接着，文章讨论了紧耦合自动机的合并。在系统中，高度相互依赖的自动机可以通过合并来减少复杂性，形成一个单一的自动机，它能代表原系统的等效行为。这一过程称为内在化，它将不同自动机之间的交互整合到新的自动机中。进一步，通过从内部行为中抽象出与故障隔离无关的部分，可以创建一个新的、更简洁的等效自动机。 在处理适度并发的系统时，这个过程可以迭代进行，直至整个系统可以用一个简单的自动机来表示。这个自动机被称为单角自动机，它提供了所有可能故障情况下的系统模型的紧凑编码，这对于后期的故障诊断分析非常有用。 文章还强调了在软件控制系统中，特别是在面向对象设计的系统中，故障隔离的挑战。由于封装特性，软件组件对全局状态的了解有限，这可能导致故障的传播和诊断困难。因此，该方法旨在确定故障的根本原因，提高故障诊断的效率和准确性。 关键词包括：可诊断性分析、故障隔离、局部抽象和离散事件系统。这项研究得到了Vinova能力中心ISIS的资金支持，并与ABB自动化技术合作进行。 这篇论文提供了一种创新的、模型驱动的故障诊断方法，对于管理和修复复杂的、相互作用的有限状态系统中的故障具有重要意义，特别是在安全关键的工业控制环境中。