[发明专利]一种航空电子网络系统的鲁棒性计算方法

摘要

本发明提供了一种航空电子网络系统的鲁棒性计算方法，将航空电子系统网络化，建立了航空电子网络的随机故障模型，分析了当随机删除航空电子网络若干节点时对网络拓扑结构的影响，利用网络最大连通子图和逾渗理论两种计算方法计算综合航空电子网络的鲁棒性数值，进而判断整个航空电子系统的稳定性。本发明有效判断了网络的稳定性和可靠性，对系统的优化提供了理论依据。

主权项

一种航空电子网络系统的鲁棒性计算方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一、构建航电网络模型，将航空电子系统的各个子系统作为网络节点，连接各个子系统完成数据通信的总线作为边；利用复杂网络理论计算航电网络模型重要的特性参数，包括度、平均度、平均路径长度和簇类系数；步骤二、建立随机故障模型，步骤如下：(1)建立航电网络中各个节点n的坐标x₀(n)、y₀(n)，绘出航电网络模型的节点坐标图；(2)建立航电网络模型的连接矩阵A，矩阵元素所示，绘出航电网络模型的连接图；(3)采用一个1～N的随机整数k表示航电网络中产生故障的节点个数，N为航电网络模型中的节点总数；随机选择发生故障的k个节点的编号，构成一维数组Num[k]；(4)删除故障节点以及与该节点相连接的所有节点和边，建立故障后的航电网络连接矩阵A₁；(5)删除故障节点后的航电网络模型即为随机故障模型，建立随机故障模型中各节点的坐标x₁(n)、y₁(n)，绘出随机故障模型的连接图；步骤三、根据航电网络模型和随机故障模型的最大连通子图的比例，定量计算鲁棒性，步骤如下：(1)得到航电网络模型的最大连通子图R，R中子系统的数目等同于航空电子网络的节点数N；(2)计算随机故障模型的最大连通子图R'，连通网络所含的子系统数目为N'；(3)计算航空电子网络的鲁棒性数值步骤四、应用逾渗理论对航电网络鲁棒性进行解析计算，步骤如下：(1)计算航电网络的节点分布概率，绘出航电网络模型的节点分布概率点阵图；运用Polyfit(x,y,n)函数对节点分布概率点阵图的数据x,y进行n阶多项式系数，将表中的节点数设为x坐标，节点分布概率设为y坐标，对x,y进行1阶多项式线性拟合，得出航电网络模型的节点分布概率p(k)～k^‑γ；(2)计算航电网络节点的初始度(3)计算航电网络的相变阈值(4)比较鲁棒性数值G与相变阈值p_c的大小；若G<p_c，则网络的连通性被破坏；若G>p_c，则网络仍能保持连通；步骤五、找到使网络的连通性完全破坏的最大k值，判定航电网络的稳定性和可靠性。