飞控系统是飞机最重要的子系统之一,在数字技术应用于飞机之后,电传飞控迅速发展,飞机各个系统间的交联、相互作用,形成了飞机系统功能综合的特征。同时这也使得系统的故障诊断、可靠性评估等问题的复杂性增加,因此需要故障注入等手段对飞控系统进行测试评估。本文以飞控系统为研究对象,建立其符号有向图模型,分析系统的故障传播扩散机理,针对定性模型的局限性,提出了定量符号有向图模型,设计了基于定性/定量模型的故障样本选取方法,将选取的样本用于故障注入实验,并通过实验结果对系统进行评估分析。首先,介绍了故障样本选取与故障注入方法的概念、分类和飞控系统的发展现状,揭示了本文研究的意义,然后介绍了符号有向图的相关概念,提出了一种改进的符号有向图模型,同时针对机电综合系统,设计了专门的符号有向图建模方法,对于模型支路冗余,层次不清晰等问题,提出了模型优化策略以及双分层的符号有向图层次模型。其次,在符号有向图模型的基础上,本文提出了三种故障样本选取方法。其一,通过在符号有向图模型中分析故障的传播扩散机理,提出了基于节点重要性的故障样本选取算法,并应用于QstudioRP仿真平台,实验结果表明,此方法能够选取更少的样本量,达到样本全局覆盖的目标;其二,在符号有向图模型中加入节点符号和有向边传播概率等定量信息,提出了基于故障预测与定量符号有向图的故障样本选取算法,改善了模型推理不准确与某些节点符号相斥的情形;其三,针对大型复杂的控制系统,建立系统级、子系统级与模块级等不同层次的符号有向图模型,提出了基于双分层有向图模型的故障样本选取算法,有效地处理了模型推理复杂、层次紊乱等问题。最后,针对电传飞行控制系统,提出了一种针对电传飞控特点的故障注入方法,在不对系统造成较大损伤的前提下,采用软件方法模拟系统硬件故障,并在嵌入式系统中进行故障注入实验,验证了此方法的有效性。同时通过对实验结果与采集的数据进行分析,对系统可靠度、故障传播概率等参数进行评估。