基于層次模型的航天器故障診斷技術(shù)研究及應用.pdf

1、航天器這類大型系統(tǒng)的復雜性與實時診斷的需求是兩個互相制約的問題。探求一種有效的智能化的航天器故障診斷方法，解決復雜系統(tǒng)故障診斷的分離算法計算量大、計算時間長等難題，能夠?qū)崿F(xiàn)航天器的自主化，保障航天器的高可靠、長壽命運行。本學位論文以國防“十五”預研項目（02413200204242）“衛(wèi)星長壽命高可靠性技術(shù)”為研究背景，為提高日益復雜的航天器系統(tǒng)的故障診斷能力，研究了適合于航天器不同系統(tǒng)的層次診斷模型，并詳細討論了各層次模型的構(gòu)建技術(shù)及

2、診斷算法。
　　系統(tǒng)地研究了結(jié)構(gòu)抽象和行為抽象技術(shù)。充分利用航天器在組成單元上的天然分層結(jié)構(gòu)，利用抽象技術(shù)建立層次診斷模型，實現(xiàn)復雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡化。當已知系統(tǒng)的先驗概率時，采用高效的拉格朗日松弛和啟發(fā)式算法，并結(jié)合傳播強度法來共同實現(xiàn)多故障診斷；當系統(tǒng)的先驗概率未知時，提出用與系統(tǒng)領(lǐng)域相關(guān)的方程組成的約束集進行一致性分析的方法來進行診斷，并在診斷推理時引入定量知識，從而實現(xiàn)故障的精確定位。根據(jù)衛(wèi)星熱控系統(tǒng)的特點，提出把基于圖論的故

3、障診斷技術(shù)引入到結(jié)構(gòu)抽象技術(shù)中來，構(gòu)建了某衛(wèi)星熱控系統(tǒng)層次診斷模型。
　　研究了基于功能單元的抽象技術(shù)，詳細介紹了功能單元的描述及功能單元抽象的基本規(guī)則。深入探討了用于診斷推理的三類基本定理，并提出了新穎的診斷推理策略，給出了診斷推理步驟。針對衛(wèi)星電源系統(tǒng)具有某種流動介質(zhì)或者可以稱為一種廣義流的特點，構(gòu)建了某衛(wèi)星電源系統(tǒng)的基于功能單元的層次診斷模型（SPS樹）
　　研究了以系統(tǒng)辨識為工具進行行為抽象進而建立層次模型的建模技術(shù)

4、。針對傳統(tǒng)基于參數(shù)估計的故障診斷技術(shù)存在的弊端，提出了一種新診斷思路。詳細地介紹了抽象樹的建立準則，系統(tǒng)地研究了采用的行為抽象法-Box-Jenkins建模法所包含的四項基本技術(shù)，對其中的一項關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)估計采用了一種新的不對稱動態(tài)數(shù)據(jù)窗的方法。對某衛(wèi)星進行了應用仿真。
　　針對分布式應用對象，研究了一種基于語言抽象的分布式層次診斷模型。詳細地介紹了規(guī)則語言的數(shù)學基礎(chǔ)-語言和相關(guān)工具的定義。深入地研究了全局一致性的分布式診斷技術(shù)及