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公开(公告)号：CN116956458B
公开(公告)日：2024-10-25
申请号：CN202310761247.4
申请日：2023-06-26
申请人： 北京空间飞行器总体设计部
IPC分类号： G06F30/15 , G06F30/20 , G06F119/02
摘要： 一种航天器可重构性的表征、判定和量化方法，首先，对航天器故障模式集和资源配置包络进行了分析，建立了系统状态方程；然后，对重构目标进行了逐层分解，给出了统一框架下重构目标的数学表达；在此基础之上，建立了资源配置到重构目标的映射关系，得到了反映该映射关系的可重构性矩阵，实现了系统重构能力的数学表征；基于可重构性矩阵的行列式分析，确定了资源配置到重构目标映射关系的连通性，实现了系统重构能力的准确判定；基于可重构性矩阵的最小特征值分析，衡量了将资源配置映射到重构目标的难易程度，进而建立了可重构度指标体系，实现了系统重构能力的完备量化，为空间飞行器实现自主重构提供定量依据。
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公开(公告)号：CN116880545A
公开(公告)日：2023-10-13
申请号：CN202310763747.1
申请日：2023-06-26
申请人： 北京空间飞行器总体设计部
IPC分类号： G05D1/10
摘要： 面向可诊断性可重构性量化的闭环系统极限能力确定方法，属于航天器总体技术领域。首先，建立航天器控制系统的状态空间模型以建立标称系统的传递函数模型；然后，对标称系统传递函数模型进行左右互质分解；其次，构建航天器故障模式集并建立不同故障下系统的传递函数模型；接着，挖掘航天器在长期运行过程中资源配置的在轨变化规律，基于资源配置的在轨变化规律确定当前系统参数，由此更新故障模型；确定航天器当前可处理的最大故障的传函范数边界以确定系统当前可处理的故障模式包络。本发明量化了系统闭环反馈机制对抗故障的最大能力，揭示了闭环系统对故障的极限能力。
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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
申请人： 北京空间飞行器总体设计部
IPC分类号： G05B11/42
摘要： 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。
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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
申请人： 北京空间飞行器总体设计部
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 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。
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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
申请人： 北京空间飞行器总体设计部
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 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。
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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
申请人： 北京空间飞行器总体设计部
摘要： 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。
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公开(公告)号：CN116954070B
公开(公告)日：2024-11-05
申请号：CN202310777376.2
申请日：2023-06-28
申请人： 北京空间飞行器总体设计部
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明公开了一种航天器自主诊断重构过程的诊断与重构一体化设计方法，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；根据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；根据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；根据连续时间状态方程和状态反馈控制增益得到无故障情况下航天器的控制输入；根据与诊断时间相关的故障估计表达式和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控制率。本发明可有效提升诊断重构过程的协同程度，同时优化诊断时间与重构时机，实现故障诊断与系统重构的一体化设计。
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公开(公告)号：CN116992202B
公开(公告)日：2024-10-01
申请号：CN202310778585.9
申请日：2023-06-28
申请人： 北京空间飞行器总体设计部
摘要： 本发明公开了一种航天器可诊断性的表征、判定和量化方法，包括：利用航天器控制器数据和传感器数据构建可诊断性评价数据矩阵；对可诊断性评价数据矩阵进行融合得到融合矩阵；对融合矩阵进行正交三角分解得到数据特征矩阵；对数据特征矩阵进行奇异值分解得到过程矩阵；根据过程矩阵得到可诊断性评价参数矩阵；根据数据特征矩阵和可诊断性评价参数矩阵得到可诊断性评价方差矩阵；对可诊断性评价方差矩阵行丘拉斯基分解得到可诊断性评价特征矩阵；根据可诊断性评价参数矩阵和可诊断性评价特征矩阵得到航天器可诊断性量化指标；基于航天器可诊断性量化指标，判断航天器诊断能力的有无以及诊断能力的大小。本发明确保了航天器能够长期安全可靠运行。
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公开(公告)号：CN116880171B
公开(公告)日：2024-09-20
申请号：CN202310780419.2
申请日：2023-06-28
申请人： 北京空间飞行器总体设计部
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明公开了一种航天器轻量化自主故障诊断方法，其中，该方法包括：建立航天器控制系统的状态方程；构建信息优选模型；根据信息优选模型构建优选等价空间模型；根据优选等价空间模型构建动态特征方程；根据故障时序、故障模式总数、用信息数量和动态特征方程，得到最优信息优选模型；根据最优信息优选模型得到航天器的轻量化故障诊断残差；根据航天器的轻量化故障诊断残差得到轻量化故障诊断残差的参数矩阵；根据轻量化故障诊断残差的参数矩阵得到轻量化故障诊断评价函数；根据轻量化故障诊断评价函数构建诊断阈值，根据诊断阈值判断航天器是否故障。本发明降低了器载计算机所需处理的信息维数，实现了航天器的自主故障诊断。
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公开(公告)号：CN116954070A
公开(公告)日：2023-10-27
申请号：CN202310777376.2
申请日：2023-06-28
申请人： 北京空间飞行器总体设计部
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明公开了一种航天器自主诊断重构过程的诊断与重构一体化设计方法，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；根据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；根据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；根据连续时间状态方程和状态反馈控制增益得到无故障情况下航天器的控制输入；根据与诊断时间相关的故障估计表达式和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控制率。本发明可有效提升诊断重构过程的协同程度，同时优化诊断时间与重构时机，实现故障诊断与系统重构的一体化设计。
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