公开(公告)号：CN119577287A

公开(公告)日：2025-03-07

申请号：CN202411610667.3

申请日：2024-11-12

Applicant: 北京空间飞行器总体设计部

Inventor： 屠园园 ,  王大轶 ,  符方舟 ,  张香燕 ,  张昊鹏 ,  曹怀升 ,  刘凯

IPC: G06F17/10 ,  G06F17/18 ,  G06Q10/0631 ,  G06Q10/04

Abstract: 本发明基于诊断重构能力定量表征的卫星资源配置自主统筹方法，步骤如下：首先，构建卫星的故障空间和器上资源配置集。然后，建立卫星正常性能、诊断能力和重构能力的定量表征模型。接着，基于不同故障模式的发生概率，进行不同故障模式的权重分配，由此构建面向资源配置自主统筹的目标函数。基于此，优化资源配置方案，得到最优资源配置策略。最后，考虑在轨故障，更新故障空间和资源配置集，重复上述过程得到当前的最优配置策略。该发明考虑了故障后系统诊断重构能力的变化情况，在保证正常功能的前提下，可以保证有限资源约束下系统诊断重构能力始终能够保持最优。

公开(公告)号：CN116893610A

公开(公告)日：2023-10-17

申请号：CN202310761236.6

申请日：2023-06-26

Applicant: 北京空间飞行器总体设计部

Inventor： 屠园园 ,  王大轶 ,  张香燕 ,  符方舟 ,  张昊鹏 ,  杨泽龙

IPC: G05B11/42

Abstract: 本发明基于正常和故障一体化设计的主被动结合自主重构方法，首先，构建故障模式集并得到与之对应的资源配置集；然后，确定可重构的故障模式子集及其相对应的资源配置子集，并找出其中的最小可重构资源配置子集；其次，确定各个最小配置的扩展配置集，并将故障模式集划分成与各扩展配置集相对应的故障子集；接着，对每一个故障子集进行正常与故障模式一体化设计，得到可处理子集中所有故障的自下而上可扩展控制律，并对其进行优化，形成一个主被动结合重构控制库；最后，设计一个决策模块，使每一个故障唯一对应控制库中某个控制律。该发明相比于被动重构方法提升了性能，相比于主动重构方法降低了运算复杂度。

公开(公告)号：CN119512142A

公开(公告)日：2025-02-25

申请号：CN202411503935.1

申请日：2024-10-25

Applicant: 北京空间飞行器总体设计部

Inventor： 董天舒 ,  王大轶 ,  屠园园 ,  李嘉兴 ,  符方舟 ,  葛东明 ,  邓润然

IPC: G05D1/46 ,  G05D109/20

Abstract: 一种基于降维能控矩阵的重构目标确定方法，包括：S1、给出空间飞行器控制系统动力学方程；S2、给出适用于S1中所述系统的能控性Lie导数计算规则；S3、利用S2中给出的Lie导数计算规则，建立空间飞行器控制系统能控性矩阵；S4、通过对S3中的系统能控性矩阵进行矩阵转置，再进行极坐标变换运算，分解出能控性矩阵的共有子空间；S5、利用S4中获得的共有子空间确定重构目标。本发明获得的系统能控性矩阵降维表征方法，无需进行复杂的Lie导数运算，并降低了能观性矩阵分析维数，本算法可靠、占用计算资源少。

公开(公告)号：CN117031935B

公开(公告)日：2024-09-20

申请号：CN202310777363.5

申请日：2023-06-28

Applicant: 北京空间飞行器总体设计部

Inventor： 王大轶 ,  符方舟 ,  张香燕 ,  屠园园 ,  张昊鹏 ,  杨泽龙

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明公开了一种航天器自主诊断重构过程动态协同方法，其中，该方法包括：建立航天器控制系统的连续时间状态方程和离散时间状态方程；得到与诊断时间相关的系统输入输出模型；得到与诊断时间相关的故障估计表达式；得到无故障情况下航天器的控制输入；得到与重构时机相关的系统重构控制率；根据与重构时机相关的系统重构控制率得到与诊断时间、重构时机相关的可诊断性和可重构性的综合评价指标；根据可诊断性和可重构性的综合评价指标、与诊断时间相关的故障估计表达式和与重构时机相关的系统控制率得到最优故障估计表达式和最优系统重构控制率。本发明可在轨提升诊断重构过程的协同程度，实现航天器自主诊断重构过程的动态协同。

公开(公告)号：CN117031935A

公开(公告)日：2023-11-10

申请号：CN202310777363.5

申请日：2023-06-28

Applicant: 北京空间飞行器总体设计部

Inventor： 王大轶 ,  符方舟 ,  张香燕 ,  屠园园 ,  张昊鹏 ,  杨泽龙

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明公开了一种航天器自主诊断重构过程动态协同方法，其中，该方法包括：建立航天器控制系统的连续时间状态方程和离散时间状态方程；得到与诊断时间相关的系统输入输出模型；得到与诊断时间相关的故障估计表达式；得到无故障情况下航天器的控制输入；得到与重构时机相关的系统重构控制率；根据与重构时机相关的系统重构控制率得到与诊断时间、重构时机相关的可诊断性和可重构性的综合评价指标；根据可诊断性和可重构性的综合评价指标、与诊断时间相关的故障估计表达式和与重构时机相关的系统控制率得到最优故障估计表达式和最优系统重构控制率。本发明可在轨提升诊断重构过程的协同程度，实现航天器自主诊断重构过程的动态协同。

公开(公告)号：CN116880521A

公开(公告)日：2023-10-13

申请号：CN202310763762.6

申请日：2023-06-26

Applicant: 北京空间飞行器总体设计部

Inventor： 王大轶 ,  屠园园 ,  符方舟 ,  张香燕 ,  林海淼 ,  史文华

IPC: G05D1/08 ,  G05D1/10

Abstract: 一种航天器自主诊断重构的正常和故障一体化设计方法，首先，建立航天器控制系统的状态空间模型并对系统不确定性进行数学建模；然后建立故障和故障后系统模型间的映射关系并利用代价函数对故障系统的性能进行评价；其次，将不确定系统代价函数的求解转换成对应确定系统修正代价函数的求解并确定修正代价函数的可容许阈值；接着，确定系统可重构的故障集并将其划分为子集；最后，对不同子集进行正常模式和故障模式一体化设计得到一个可处理正常模式及该子集中所有故障模式的可靠控制器，并对其进行优化以降低过保守性。该发明平衡了正常模式下的标称性能和故障模式下的可重构性，保证了系统在不同模式下均具备良好性能。

公开(公告)号：CN111240207B

公开(公告)日：2021-04-13

申请号：CN202010071067.X

申请日：2020-01-21

Applicant: 北京空间飞行器总体设计部

Inventor： 王大轶 ,  刘成瑞 ,  屠园园 ,  李文博 ,  徐赫屿 ,  刘文静 ,  左子瑾

IPC: G05B13/04

Abstract: 一种适用于航天器平台系统的可重构性设计方法，属于航天器总体技术领域。包括如下步骤：建立执行器失效故障情况下能量及时间受限系统的状态空间模型；基于任务需求与安全要求，设定航天器在单位能耗下必须可恢复的最小状态包络，确定给定能量与时间约束下的系统可恢复状态域与系统结构参数之间的关系；根据可恢复状态域的内、外切椭球，建立航天器可重构性量化指标——可重构度与系统结构参数之间的关系；基于可重构性量化指标与系统结构参数之间的关系，以控制机构的安装参数为变量、以系统可重构度为目标函数，对航天器控制机构的安装构型进行优化。

公开(公告)号：CN111176120B

公开(公告)日：2020-12-18

申请号：CN202010071068.4

申请日：2020-01-21

Applicant: 北京空间飞行器总体设计部

Inventor： 王大轶 ,  李文博 ,  屠园园 ,  刘成瑞 ,  左子瑾 ,  赵小宇

IPC: G05B13/04

Abstract: 一种航天器在线重构时机优化方法，属于航天器总体技术领域，包括如下步骤：S1、建立航天器系统故障模型；所述故障包括乘性故障和加性故障；S2、基于期望控制目标和S1中所述的航天器系统故障模型；获得航天器系统的闭环模型；S3、设定故障后性能下降程度的可容许阈值，根据航天器系统的闭环模型，求解不同时间段的Lyapunov方程，获得包含重构时机的航天器系统可重构参数值；S4、以S3中所述的航天器系统可重构参数值最大为目标函数，以航天器系统故障检测时间、航天器系统任务完成时间、控制输入为约束，重复S2～S4，获得航天器在线最优重构时机。

公开(公告)号：CN111176120A

公开(公告)日：2020-05-19

申请号：CN202010071068.4

申请日：2020-01-21

Applicant: 北京空间飞行器总体设计部

Inventor： 王大轶 ,  李文博 ,  屠园园 ,  刘成瑞 ,  左子瑾 ,  赵小宇

IPC: G05B13/04

Abstract: 一种航天器在线重构时机优化方法，属于航天器总体技术领域，包括如下步骤：S1、建立航天器系统故障模型；所述故障包括乘性故障和加性故障；S2、基于期望控制目标和S1中所述的航天器系统故障模型；获得航天器系统的闭环模型；S3、设定故障后性能下降程度的可容许阈值，根据航天器系统的闭环模型，求解不同时间段的Lyapunov方程，获得包含重构时机的航天器系统可重构参数值；S4、以S3中所述的航天器系统可重构参数值最大为目标函数，以航天器系统故障检测时间、航天器系统任务完成时间、控制输入为约束，重复S2～S4，获得航天器在线最优重构时机。

公开(公告)号：CN119514010A

公开(公告)日：2025-02-25

申请号：CN202411477934.4

申请日：2024-10-22

Applicant: 北京空间飞行器总体设计部

Inventor： 王大轶 ,  符方舟 ,  屠园园 ,  李嘉兴 ,  董天舒 ,  张香燕

IPC: G06F30/15 ,  G06F17/16 ,  G06F17/11 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明公开了一种基于诊断能力定量表征的航天器解析冗余自主挖掘方法，属于航天器总体技术领域。首先，根据航天器控制系统的状态方程构建系统输入输出表达式；然后，构建不同测量通道组合的系统输入输出表达式及其等价表达式；接着，给出不同测量通道组合的系统等价输入输出的随机特征，并在此基础上给出基于系统动力学模型的解析冗余判据；其次，基于航天器测试数据构建测试数据矩阵并给出基于测试数据的解析冗余判据；最后，给出航天器解析冗余综合判据，实现航天器解析冗余自主挖掘。该发明可用于航天器自主挖掘解析冗余，提升航天器自主故障诊断的能力，为实现航天器自主故障诊断提供解决方案。