基于故障字典的衛(wèi)星故障診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星故障診斷，具體地，涉及基于故障字典的衛(wèi)星故障診斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為提高航天器在軌的運(yùn)行安全，各航天組織和研究機(jī)構(gòu)都在投入大量的人力、財(cái)力和物力進(jìn)行在軌航天器的安全運(yùn)行管理、故障診斷和預(yù)警系統(tǒng)的研制及相關(guān)的研究。
[0003]衛(wèi)星知識的表示是故障診斷的一個(gè)難點(diǎn)，以往系統(tǒng)大多是基于某一特定條件下的知識進(jìn)行故障診斷，不具備通用性和擴(kuò)展性。故障字典是指提取系統(tǒng)或設(shè)備在各種故障狀態(tài)下的特征信號，如測試點(diǎn)電壓或電流信號等，然后將特征信號與故障的對應(yīng)關(guān)系列成字典，或者將故障診斷經(jīng)驗(yàn)做出條理化總結(jié)，以表格形式反映出來。
[0004]目前沒有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術(shù)的說明或報(bào)道，也尚未收集到國內(nèi)外類似的資料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于故障字典的衛(wèi)星故障診斷方法。
[0006]根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于故障字典的衛(wèi)星故障診斷方法，包括:
[0007]步驟A:根據(jù)衛(wèi)星設(shè)計(jì)知識錄入衛(wèi)星故障字典的診斷知識規(guī)則，診斷知識規(guī)則采用邏輯表達(dá)式、算術(shù)表達(dá)式、函數(shù)進(jìn)行表示;采用分級方式建立故障字典；
[0008]步驟B:獲取衛(wèi)星遙測數(shù)據(jù)，將衛(wèi)星遙測數(shù)據(jù)由原碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有物理意義的數(shù)據(jù)；
[0009]步驟C:根據(jù)衛(wèi)星遙測數(shù)據(jù)和診斷知識規(guī)則進(jìn)行衛(wèi)星故障診斷，進(jìn)行故障字典的存儲和維護(hù)；
[0010]步驟D:根據(jù)衛(wèi)星故障診斷的診斷結(jié)果，按照衛(wèi)星在軌故障預(yù)案中的對策和措施進(jìn)行顯示和報(bào)警。
[0011]優(yōu)選地，所述分級方式采用遙測級、單機(jī)級、分系統(tǒng)級以及整星級；
[0012]步驟C包括步驟:進(jìn)行衛(wèi)星遙測級、單機(jī)級、系統(tǒng)級以及整星級故障字典的存儲和維護(hù)。
[0013]優(yōu)選地，衛(wèi)星故障字典包括多級規(guī)則字典；
[0014]遙測級規(guī)則字典是衛(wèi)星故障字典中的第一級規(guī)則字典，由具有約束關(guān)系的遙測參數(shù)構(gòu)成，用于在判斷單一遙測是否正常的基礎(chǔ)上，進(jìn)行遙測參數(shù)之間的制約關(guān)系的判斷；
[0015]單機(jī)級規(guī)則字典是衛(wèi)星故障字典中的第二級規(guī)則字典，由衛(wèi)星的各個(gè)單機(jī)有關(guān)的遙測參數(shù)構(gòu)成，并利用這些遙測參數(shù)表示的表達(dá)式的結(jié)果或者函數(shù)處理的結(jié)果判斷各個(gè)單機(jī)是否正常工作；
[0016]分系統(tǒng)級規(guī)則字典是衛(wèi)星故障字典中的第三級規(guī)則字典，由衛(wèi)星的各個(gè)單機(jī)和遙測的參數(shù)信息構(gòu)成，并利用這些參數(shù)信息表示的表達(dá)式的結(jié)果或者函數(shù)處理的結(jié)果判斷分系統(tǒng)是否工作正常；
[0017]整星級規(guī)則字典是衛(wèi)星故障字典中的第四級規(guī)則字典，由衛(wèi)星的分系統(tǒng)、單機(jī)和遙測的參數(shù)信息構(gòu)成，并利用這些參數(shù)信息表示的表達(dá)式的結(jié)果或者函數(shù)處理的結(jié)果判斷整星是否正常工作。
[0018]優(yōu)選地，故障預(yù)案字典是衛(wèi)星故障字典中的第五級規(guī)則字典，由衛(wèi)星的在軌故障預(yù)案構(gòu)成；
[0019]當(dāng)經(jīng)過第一至四級規(guī)則字典的判斷存在異常遙測數(shù)據(jù)，則繼續(xù)進(jìn)行故障預(yù)案字典的診斷，經(jīng)過故障預(yù)案字典的診斷后，如果異常遙測數(shù)據(jù)是已知故障，則給出參考的故障提示，否則，則將異常遙測數(shù)據(jù)存檔，供以后查詢。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0021]1、本發(fā)明在對衛(wèi)星故障知識了解的基礎(chǔ)上，將衛(wèi)星故障知識用邏輯表達(dá)式、算術(shù)表達(dá)式和函數(shù)表示，增強(qiáng)了經(jīng)典故障字典表示知識的能力，而且這種方法具有較強(qiáng)的通用性和擴(kuò)展性。
[0022]2、本發(fā)明在衛(wèi)星狀態(tài)通用化表示方法的基礎(chǔ)上，利用故障字典診斷方法進(jìn)行衛(wèi)星故障診斷，可建立衛(wèi)星遙測級、單機(jī)級、分系統(tǒng)級、整星級的正常規(guī)則字典庫及衛(wèi)星故障預(yù)案的故障診斷字典庫，本發(fā)明還設(shè)計(jì)了基于故障字典方法的衛(wèi)星故障診斷系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)和診斷流程。
【附圖說明】
[0023]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯:
[0024]圖1為衛(wèi)星故障診斷方法總體架構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為衛(wèi)星分級故障字典示意圖；
[0026]圖3為衛(wèi)星故障診斷推理機(jī)制原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0028]本發(fā)明公開了基于故障字典的衛(wèi)星故障診斷方法，首先根據(jù)衛(wèi)星設(shè)計(jì)知識進(jìn)行衛(wèi)星知識化表示和錄入，將衛(wèi)星故障知識用邏輯表達(dá)式、算術(shù)表達(dá)式以及函數(shù)表達(dá)式進(jìn)行故障字典規(guī)則錄入;然后獲取衛(wèi)星遙測數(shù)據(jù)存儲、解析和其他預(yù)處理，將原碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有物理意義的數(shù)據(jù);最后根據(jù)獲取的衛(wèi)星遙測數(shù)據(jù)和衛(wèi)星故障字典庫中的規(guī)則進(jìn)行衛(wèi)星故障診斷推理，通過衛(wèi)星遙測級、單機(jī)級、系統(tǒng)級和整星級故障字典進(jìn)行故障診斷，根據(jù)診斷結(jié)果，按照故障預(yù)案中的對策和措施進(jìn)行顯示和報(bào)警。本發(fā)明的最大特點(diǎn)是增強(qiáng)了經(jīng)典故障字典表示知識的能力，具有較強(qiáng)的通用性和擴(kuò)展性。本發(fā)明在衛(wèi)星狀態(tài)通用化表示方法的基礎(chǔ)上，利用故障字典診斷方法進(jìn)行衛(wèi)星故障診斷，可建立衛(wèi)星遙測級、單機(jī)級、分系統(tǒng)級、整星級的正常規(guī)則字典庫及衛(wèi)星故障預(yù)案的故障診斷字典庫，本發(fā)明還設(shè)計(jì)了基于故障字典方法的衛(wèi)星故障診斷系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)和診斷流程。
[0029]根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于故障字典的衛(wèi)星故障診斷方法，包括:
[0030]步驟A:根據(jù)衛(wèi)星設(shè)計(jì)知識錄入衛(wèi)星故障字典的診斷知識規(guī)則，診斷知識規(guī)則采用邏輯表達(dá)式、算術(shù)表達(dá)式、函數(shù)進(jìn)行表示;采用分級方式建立故障字典；
[0031]步驟B:獲取衛(wèi)星遙測數(shù)據(jù)，將衛(wèi)星遙測數(shù)據(jù)由原碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有物理意義的數(shù)據(jù)；
[0032]步驟C:根據(jù)衛(wèi)星遙測數(shù)據(jù)和診斷知識規(guī)則進(jìn)行衛(wèi)星故障診斷，進(jìn)行故障字典的存儲和維護(hù)；
[0033]步驟D:根據(jù)衛(wèi)星故障診斷的診斷結(jié)果，按照衛(wèi)星在軌故障預(yù)案中的對策和措施進(jìn)行顯示和報(bào)警。
[0034]所述分級方式采用遙測級、單機(jī)級、分系統(tǒng)級以及整星級；
[0035]步驟C包括步驟:進(jìn)行衛(wèi)星遙測級、單機(jī)級、系統(tǒng)級以及整星級故障字典的存儲和維護(hù)。
[0036]衛(wèi)星故障字典包括多級規(guī)則字典；
[0037]遙測級規(guī)則字典是衛(wèi)星故障字典中的第一級規(guī)則字典，由具有約束關(guān)系的遙測參數(shù)構(gòu)成，用于在判斷單一遙測是否正常的基礎(chǔ)上，進(jìn)行遙測參數(shù)之間的制約關(guān)系的判斷；
[0038]單機(jī)級規(guī)則字典是衛(wèi)星故障字典中的第二級規(guī)則字典，由衛(wèi)星的各個(gè)單機(jī)有關(guān)的遙測參數(shù)構(gòu)成，并利用這些遙測參數(shù)表示的表達(dá)式的結(jié)果或者函數(shù)處理的結(jié)果判斷各個(gè)單機(jī)是否正常工作；
[0039]分系統(tǒng)級規(guī)則字典是衛(wèi)星故障字典中的第三級規(guī)則字典，由衛(wèi)星的各個(gè)單機(jī)和遙測的參數(shù)信息構(gòu)成，并利用這些參數(shù)信息表示的表達(dá)式的結(jié)果或者函數(shù)處理的結(jié)果判斷分系統(tǒng)是否工作正常；
[0040]整星級規(guī)則字典是衛(wèi)星故障字典中的第四級規(guī)則字典，由衛(wèi)星的分系統(tǒng)、單機(jī)和遙測的參數(shù)信息構(gòu)成，并利用這些參數(shù)信息表示的表達(dá)式的結(jié)果或者函數(shù)處理的結(jié)果判斷整星是否正常工作；
[0041]故障預(yù)案字典是衛(wèi)星故障字典中的第五級規(guī)則字典，由衛(wèi)星的在軌故障預(yù)案構(gòu)成；
[0042]當(dāng)經(jīng)過第一至四級規(guī)則字典的判斷存在異常遙測數(shù)據(jù)，則繼續(xù)進(jìn)行故障預(yù)案字典的診斷，經(jīng)過故障預(yù)案字典的診斷后，如果異常遙測數(shù)據(jù)是已知故障，則給出參考的故障提示，否則，則將異常遙測數(shù)據(jù)存檔，供以后查詢。
[0043]采用邏輯表達(dá)式進(jìn)行表示，具體為:邏輯表達(dá)式用遙測參數(shù)、單機(jī)、分系統(tǒng)之間的“與或非”表達(dá)式進(jìn)行它們之間約束關(guān)系的表示。例如，當(dāng)兩個(gè)遙測參數(shù)需要滿足同時(shí)開機(jī)或關(guān)機(jī)的狀態(tài)時(shí)，可以采取以下邏輯表達(dá)式:
[0044](telel[l]&tele2[l])I (!telel[I]&!tele2[I])
[0045]其中，telel[l]表示遙測參數(shù)I的狀態(tài)1(0:開機(jī);1:關(guān)機(jī))，tele2[l]表示遙測參數(shù)2的狀態(tài)I (O:開機(jī);1:關(guān)機(jī))，&:表示邏輯與，I 1:表示邏輯或，！:表示取反。
[0046]采用算術(shù)表達(dá)式進(jìn)行表示，具體為:算術(shù)表達(dá)式表示法就是用遙測參數(shù)、單機(jī)、分系統(tǒng)之間的算術(shù)表達(dá)式進(jìn)行它們之間約束關(guān)系的表示，該方法需要遙測參數(shù)的物理量的值，單機(jī)和分系統(tǒng)的表示都是狀態(tài)量，不適合用此方法表示。例如，當(dāng)兩個(gè)遙測參數(shù)需要滿足二者之差小于0.