一种基于故障树的遥感卫星接收天线故障诊断方法技术

本发明专利技术涉及遥感卫星地面接收系统运行管理技术领域，特别是涉及一种基于故障树的遥感卫星接收天线故障诊断方法。包括：建立根节点遥感卫星接收天线系统故障树，根节点遥感卫星接收天线系统故障树的根节点包括时码编码单元故障、天线控制单元故障、天线驱动单元故障以及极化控制单元故障，建立父节点时码编码单元故障树，父节点时码编码单元故障树包括编码跳码故障和时码跳码故障，建立父节点天线控制单元故障树，父节点天线控制单元故障树包括天线失控故障、天线震荡故障以及链路故障，建立父节点天线驱动单元故障树，建立父节点极化控制单元故障树。本发明专利技术针对故障进行定位并给出诊断建议，可以满足大口径遥感卫星地面接收天线系统的故障诊断。线系统的故障诊断。线系统的故障诊断。

【技术实现步骤摘要】
一种基于故障树的遥感卫星接收天线故障诊断方法


[0001]本专利技术涉及遥感卫星地面接收系统运行管理
，特别是涉及一种基于故障树的遥感卫星接收天线故障诊断方法。

技术介绍

[0002]随着在轨遥感卫星数量迅速增加，地面接收天线数量及单天线每日任务执行量激增，这就对地面系统可靠性及稳定性提出了更高要求。对于大口径天线而言，设计寿命一般超过15年，业务量的激增意味着机械、电气性能的降低和使用时间的缩短，当某个部件出现问题，当前主要依靠停机人工检修，就需要较长的时间来进行恢复，这种情况在备品备件不足情况下更为严重。在问题出现早期，及时发现定位故障，成为系统建设、维保的重要方面。
[0003]故障树分析法在系统可靠性分析中发展中应用较为广泛，但常规的故障树分析不考虑设备或部件故障的关联性，在动态系统故障分析的有效性受限，无法满足复杂系统故障诊断可靠性的需求。同时，已有的遥感卫星接收天线故障诊断方面相关研究较为弱化，在遥感卫星地面接收系统建设中未见工程化应用的实例。结合遥感卫星接收系统目前无人值守自动化运行的趋势，提出了基于故障树的天线故障诊断方法并加以实现。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于故障树的遥感卫星接收天线故障诊断方法，通过实时采集到的各项数据对遥感卫星接收天线系统进行综合故障诊断，并针对故障进行定位并给出诊断建议，可以满足大口径遥感卫星地面接收天线系统的故障诊断。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种基于故障树的遥感卫星接收天线故障诊断方法，包括：
[0006]S1、建立根节点遥感卫星接收天线系统故障树，所述根节点遥感卫星接收天线系统故障树的根节点包括时码编码单元故障、天线控制单元故障、天线驱动单元故障以及极化控制单元故障；
[0007]S2、建立父节点时码编码单元故障树，所述父节点时码编码单元故障树包括编码跳码故障和时码跳码故障；
[0008]S3、建立父节点天线控制单元故障树，所述父节点天线控制单元故障树包括天线失控故障、天线震荡故障以及链路故障；
[0009]S4、建立父节点天线驱动单元故障树，所述父节点天线驱动单元故障树包括多个支路故障；
[0010]S5、建立父节点极化控制单元故障树，所述父节点极化控制单元故障树包括多个极化控制器控制超时故障。
[0011]在本专利技术的一实施例中，所述步骤S1中的建立根节点遥感卫星接收天线系统故障树包括：
[0012]S11、分析遥感卫星接收天线系统故障发生的原因，并根据事件逻辑，得到中间事件的最小割集{MB1}、{MB2}、{MB3}、{MB4}；
[0013]S12、所述最小割集{MB1}、{MB2}、{MB3}、{MB4}分别对应时码编码单元故障、天线控制单元故障、天线驱动单元故障、极化控制单元故障；
[0014]S13、以逻辑或门连接所述最小割集{MB1}、{MB2}、{MB3}、{MB4}，以建立根节点遥感卫星接收天线系统故障树，所述根节点遥感卫星接收天线系统故障树的根节点MA＝MB1∪MB2∪MB3∪MB4。
[0015]在本专利技术的一实施例中，所述步骤S2中的建立父节点时码编码单元故障树包括：
[0016]S20、根据检测到的跳码定位故障原因，得到最小割集为编码跳码故障{MC1}和时码跳码故障{MC2}，以逻辑或门连接编码跳码故障{MC1}和时码跳码故障{MC2}，时码编码单元故障MB1＝MC1∪MC2；
[0017]S21、对编码跳码故障{MC1}原因进行分析，得到最小割集为方位轴角度跳码、俯仰轴角度跳码、第三轴角度跳码，所述最小割集为方位轴角度跳码、俯仰轴角度跳码、第三轴角度跳码分别对应故障树叶子节点{MD1}、{MD2}、{MD3}，以逻辑或门连接故障树叶子节点{MD1}、{MD2}、{MD3}，编码跳码故障MC1＝MD1∪MD2∪MD3；
[0018]S22、对时码跳码故障{MC2}原因进行分析，得到最小割集为时间跳秒，所述时间跳秒作为故障树叶子节点。
[0019]在本专利技术的一实施例中，所述步骤S3中的建立父节点天线控制单元故障树包括：
[0020]S30、分析天线控制单元故障原因，得到最小割集为天线失控故障{MC3}、天线震荡故障{MC4}、天线链路故障{MC5}，以逻辑或门连接天线失控故障{MC3}、天线震荡故障{MC4}、天线链路故障{MC5}，天线控制单元故障MB2＝MC3∪MC4∪MC5；
[0021]S31、对天线转速进行分析，得到最小割集为方位轴失控故障、俯仰轴失控故障、第三轴失控故障，所述最小割集为方位轴失控故障、俯仰轴失控故障、第三轴失控故障分别对应故障树叶子节点{MD4}、{MD5}、{MD6}，以逻辑或门连接故障树叶子节点{MD4}、{MD5}、{MD6}，天线失控故障MC3＝MD4∪MD5∪MD6；
[0022]S32、对天线方位轴、俯仰轴、第三轴的电流变化幅度进行分析，得到最小割集为方位轴震荡故障、俯仰轴震荡故障、第三轴震荡故障，所述最小割集为方位轴震荡故障、俯仰轴震荡故障、第三轴震荡故障分别对应故障树叶子节点{MD7}、{MD8}、{MD9}，以逻辑或门连接故障树叶子节点{MD7}、{MD8}、{MD9}，天线震荡故障MC4＝MD7∪MD8∪MD9；
[0023]S33、监测天线控制单元常规监测信息，得到最小割集为时码编码单元链路故障、天线驱动单元链路故障、极化控制单元链路故障、跟踪接收机链路故障、天线控制单元链路故障，所述最小割集为时码编码单元链路故障、天线驱动单元链路故障、极化控制单元链路故障、跟踪接收机链路故障、天线控制单元链路故障分别对应故障树叶子节点{MD10}、{MD11}、{MD12}、{MD13}、{MD14}，以逻辑或门连接故障树叶子节点{MD10}、{MD11}、{MD12}、{MD13}、{MD14}，天线链路故障MC5＝MD10∪MD11∪MD12∪MD13∪MD14。
[0024]在本专利技术的一实施例中，所述步骤S4中的建立父节点天线驱动单元故障树包括：
[0025]S40、分析天线驱动单元故障原因，得到最小割集为方位轴支路故障{MC6}、俯仰轴支路故障{MC7}、第三轴支路故障{MC8}，以逻辑或门连接方位轴支路故障{MC6}、俯仰轴支路故障{MC7}、第三轴支路故障{MC8}，天线驱动单元故障MB3＝MC6∪MC7∪MC8；
[0026]S41、分析方位轴支路故障，得到最小割集为控保开关故障{MD15}、方位轴支路机电故障{MD16}、插拔锁故障{MD17}，以逻辑或门连接控保开关故障{MD15}、方位轴支路机电故障{MD16}、插拔锁故障{MD17}，方位轴支路故障MC6＝MD15∪MD16∪MD17；
[0027]S42、分析俯仰轴支路故障，得到最小割集为控保开关故障{MD18}、俯仰轴支路机电故障{MD19}、插拔锁故障{MD20}，以逻辑或门连接控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于故障树的遥感卫星接收天线故障诊断方法，其特征在于，包括：S1、建立根节点遥感卫星接收天线系统故障树，所述根节点遥感卫星接收天线系统故障树的根节点包括时码编码单元故障、天线控制单元故障、天线驱动单元故障以及极化控制单元故障；S2、建立父节点时码编码单元故障树，所述父节点时码编码单元故障树包括编码跳码故障和时码跳码故障；S3、建立父节点天线控制单元故障树，所述父节点天线控制单元故障树包括天线失控故障、天线震荡故障以及链路故障；S4、建立父节点天线驱动单元故障树，所述父节点天线驱动单元故障树包括多个支路故障；S5、建立父节点极化控制单元故障树，所述父节点极化控制单元故障树包括多个极化控制器控制超时故障。2.根据权利要求1所述的一种基于故障树的遥感卫星接收天线故障诊断方法，其特征在于，所述步骤S1中的建立根节点遥感卫星接收天线系统故障树包括：S11、分析遥感卫星接收天线系统故障发生的原因，并根据事件逻辑，得到中间事件的最小割集{MB1}、{MB2}、{MB3}、{MB4}；S12、所述最小割集{MB1}、{MB2}、{MB3}、{MB4}分别对应时码编码单元故障、天线控制单元故障、天线驱动单元故障、极化控制单元故障；S13、以逻辑或门连接所述最小割集{MB1}、{MB2}、{MB3}、{MB4}，以建立根节点遥感卫星接收天线系统故障树，所述根节点遥感卫星接收天线系统故障树的根节点MA＝MB1∪MB2∪MB3∪MB4。3.根据权利要求2所述的一种基于故障树的遥感卫星接收天线故障诊断方法，其特征在于，所述步骤S2中的建立父节点时码编码单元故障树包括：S20、根据检测到的跳码定位故障原因，得到最小割集为编码跳码故障{MC1}和时码跳码故障{MC2}，以逻辑或门连接编码跳码故障{MC1}和时码跳码故障{MC2}，时码编码单元故障MB1＝MC1∪MC2；S21、对编码跳码故障{MC1}原因进行分析，得到最小割集为方位轴角度跳码、俯仰轴角度跳码、第三轴角度跳码，所述最小割集为方位轴角度跳码、俯仰轴角度跳码、第三轴角度跳码分别对应故障树叶子节点{MD1}、{MD2}、{MD3}，以逻辑或门连接故障树叶子节点{MD1}、{MD2}、{MD3}，编码跳码故障MC1＝MD1∪MD2∪MD3；S22、对时码跳码故障{MC2}原因进行分析，得到最小割集为时间跳秒，所述时间跳秒作为故障树叶子节点。4.根据权利要求3所述的一种基于故障树的遥感卫星接收天线故障诊断方法，其特征在于，所述步骤S3中的建立父节点天线控制单元故障树包括：S30、分析天线控制单元故障原因，得到最小割集为天线失控故障{MC3}、天线震荡故障{MC4}、天线链路故障{MC5}，以逻辑或门连接天线失控故障{MC3}、天线震荡故障{MC4}、天线链路故障{MC5}，天线控制单元故障MB2＝MC3∪MC4∪MC5；S31、对天线转速进行分析，得到最小割集为方位轴失控故障、俯仰轴失控故障、第三轴失控故障，所述最小割集为方位轴失控故障、俯仰轴失控故障、第三轴失控故障分别对应故
障树叶子节点{MD4}、{MD5}、{MD6}，以逻辑或门连接故障树叶子节点{MD4}、{MD5}、{MD6}，天线失控故障MC3＝MD4∪MD5∪MD6；S32、对天线方位轴、俯仰轴、第三轴的电流变化幅度进行分析，得到最小割集为方位轴震荡故障、俯仰轴震荡故障、第三轴震荡故障，所述最小割集为方位轴震荡故障、俯仰轴震荡故障、第三轴震荡故障分别对应故障树叶子节点{MD7}、{MD8}、{MD9}，以逻辑或门连接故障树叶子节点{MD7}、{MD8}、{MD9}，天线震荡故障MC4＝MD7∪MD8∪MD9；S33、监测天线控制单元常规监测信息，得到最小割集为时码编码单元链路故障、天线驱动单元链路故障、极化控制单元链路故障、跟踪接收机链路故障、天线控制单元链路故障，所述最小割集为时码编码单元链路故障、天线驱动单元链路故障、极化控制单元链路故障、跟踪接收机链路故障、天线控制单元链路故障分别对应故障树叶子节点{MD10}、{MD11}、{MD12}、{MD13}、{MD14}，以逻辑或门连接故障树叶子节点{MD10}、{MD11}、{MD12}、{MD13}、{MD14}，天线链路故障MC5＝MD10∪MD11∪MD12∪MD13∪MD14。5.根据权利要求4所述的一种基于故障树的遥感卫星接收天线故障诊断方法，其特征在于，所述步骤S4中的建立父节点天线驱动单元故障树包括：S40、分析天线驱动单元故障原因，得到最小割集为方位轴支路故障{MC6}、俯仰轴支路故障{MC7}、第三轴支路故障{MC8}，以逻辑或门连接方位轴支路故障{MC6}、俯仰轴支路故障{MC7}、第三轴支路故障{MC8}，天线驱动单元故障MB3＝MC6∪MC7∪MC8；S41、分析方位轴支路故障，得到最小割集为控保开关故障{MD15}、方位轴支路机电故障{MD16}、插拔锁故障{MD17}，以逻辑或门连接控保开关故障{MD15}、方位轴支路机电故障{MD16}、插拔锁故障{MD17}，方位轴支路故障MC6＝MD15∪MD16∪MD17；S42、分析俯仰轴支路故障，得到最小割集为控保开关故障{MD18}、俯仰轴支路机电故障{MD19}、插拔锁故障{MD20}，以逻辑或门连接控保开关故障{MD18}、俯仰轴支路机电故障{...

【专利技术属性】
技术研发人员：林波涛，冯旭祥，张雨濛，周哲，张洪群，李安，韦宏卫，王强，李凡，牛童谣，王正晟，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：