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航天器故障定性建模与诊断系统的研究

平超  
【摘要】: 航天器系统由于其结构非常复杂,在系统设计、制造和安装过程中,很难保证万无一失,而航天器的故障危害大,损失严重。这样,故障诊断便成为提高其可靠性的一个重要手段。本文主要研究航天器定性建模与诊断系统的理论和实现方法。通过对定性建模方法、定性诊断方法的研究,以及对Livingstone API的分析和二次开发,建立了一个实用的航天器故障定性建模与故障诊断系统,克服了定量模型和传统的基于规则诊断方法的缺陷。 首先,分析了航天器结构和故障的特点,给出了航天器故障诊断系统的设计要求和设计方案。 其次,分析了定性建模方法,以及定性模型的结构和描述方法。对Livingstone及其建模工具Stanley的软件结构和功能进行了分析,在此基础上,将Stanley从Linux移植到windows操作系统上。 然后,对CBFS诊断算法进行了深入研究,分析了它在诊断擎中的作用。利用Livingstone的诊断引擎做二次开发,设计并实现了航天器定性诊断工具。对诊断场景的结构和格式进行分析,给出了基于模板和标签的诊断场景自动生成方法,并用该方法设计了场景自动生成工具。 最后,将定性建模工具,定性诊断工具和场景自动生成工具进行集成,实现航天器定性建模与诊断系统。并通过用卫星姿态控制分系统的故障诊断验证了诊断系统设计的可行性。


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