航天器控制系统性能-故障关系图谱的构建方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种航天器控制系统性能

【技术实现步骤摘要】
航天器控制系统性能
‑
故障关系图谱的构建方法和装置


[0001]本专利技术涉及航空航天
，特别涉及一种航天器控制系统性能
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故障关系图谱的构建方法和装置。

技术介绍

[0002]航天器控制系统工作时间长、精度要求高、环境特殊，并受重量和能量消耗等条件的限制，导致航天器控制系统的故障类型多、故障原因复杂、影响因素广泛。
[0003]目前，航天器控制系统的自主故障诊断主要根据航天器的动力学、运动学和各部件的安装矩阵，采用基于解析模型的方法来实现，这种方式存在两个问题。其一，对专家知识利用不充分，FMEA或故障树作为专家知识的载体，一般是在航天器发生故障进入安全模式后，供地面专家进行人工查询来确定故障原因。其二，对海量历史数据利用不充分，这些数据中蕴含了丰富的故障信息，但目前的故障诊断方法对数据考虑的非常少，缺乏挖掘故障模式、数据与性能之间隐性关联关系的能力。

技术实现思路

[0004]为了提高航天器控制系统故障诊断的准确性，本专利技术实施例提供了一种航天器控制系统性能
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故障关系图谱的构建方法和装置。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种航天器控制系统性能
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故障关系图谱的构建方法，包括：
[0006]根据航天器控制系统的故障诊断方案设计报告，构建基于模型知识的性能
‑
故障关系图谱；
[0007]根据所述航天器控制系统各部件的FMEA和故障树，构建基于专家知识的性能<br/>‑
故障关系图谱；
[0008]根据所述航天器控制系统的历史数据，采用Granger因果分析方法构建基于数据的性能
‑
故障关系图谱。
[0009]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种航天器控制系统性能
‑
故障关系图谱的构建装置，包括：
[0010]第一构建模块，用于根据航天器控制系统的故障诊断方案设计报告，构建基于模型知识的性能
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故障关系图谱；
[0011]第二构建模块，用于根据所述航天器控制系统各部件的FMEA和故障树，构建基于专家知识的性能
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故障关系图谱；
[0012]第三构建模块，用于根据所述航天器控制系统的历史数据，采用Granger因果分析方法构建基于数据的性能
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故障关系图谱。
[0013]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本专利技术任一实施例所述的方法。
[0014]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行本专利技术任一实施例所述的方法。
[0015]本专利技术实施例提供了一种航天器控制系统性能
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故障关系图谱的构建方法和装置，利用故障诊断方案设计报告、FMEA、故障树和历史数据等，针对航天器控制系统的不同层次，采用不同的知识获取方法，构建涵盖模型知识、专家知识和海量数据的航天器控制系统性能
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故障关系图谱，将各种故障知识统一到一个框架下，为故障诊断提供了丰富信息，从而提高了航天器控制系统故障诊断的准确性。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本专利技术一实施例提供的一种航天器控制系统性能
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故障关系图谱的构建方法流程图；
[0018]图2是本专利技术一实施例提供的一种电子设备的硬件架构图；
[0019]图3是本专利技术一实施例提供的一种航天器控制系统性能
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故障关系图谱的构建装置结构图。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]请参考图1，本专利技术实施例提供了一种航天器控制系统性能
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故障关系图谱的构建方法，该方法包括：
[0022]步骤100：根据航天器控制系统的故障诊断方案设计报告，构建基于模型知识的性能
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故障关系图谱；
[0023]步骤102：根据航天器控制系统各部件的FMEA和故障树，构建基于专家知识的性能
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故障关系图谱；
[0024]步骤104：根据航天器控制系统的历史数据，采用Granger因果分析方法构建基于数据的性能
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故障关系图谱。
[0025]本专利技术实施例中，利用故障诊断方案设计报告、FMEA、故障树和历史数据等，针对航天器控制系统的不同层次，采用不同的知识获取方法，构建涵盖模型知识、专家知识和海量数据的航天器控制系统性能
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故障关系图谱，将各种故障知识统一到一个框架下，为故障诊断提供了丰富信息，从而提高了航天器控制系统故障诊断的准确性。
[0026]可以知道的是，知识图谱能够借助其在构建知识网络与展现知识关联方面的巨大优势，为具有复杂关系的航天器故障知识信息提供一种新的获取、存储、组织、管理、更新和展示的手段，并提供更符合认知习惯的故障知识应用与故障推理方式，从而提高故障诊断
的效率和精准度，因此利用知识图谱知识，构建航天器性能
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故障关系图谱，在此基础上开展故障诊断方法研究，可以提高了航天器控制系统故障诊断的准确性。
[0027]航天器控制系统部件组成复杂、故障类型多、故障影响大，知识图谱能够借助其在构建知识网络与展现知识关联方面的巨大优势，为航天器故障知识提供一种新的获取、存储、组织、管理的手段，并提供更符合认知习惯的故障知识应用与故障推理方式，因此本专利技术在知识图谱的基础上，考虑航天器控制系统自身特点，构建性能
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故障关系图谱，提高故障诊断的效率和精准程度。
[0028]航天器控制系统性能
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故障关系图谱构建过程充分考虑了控制系统的层次，包括控制系统、子系统、组件、部件，并针对不同的层次采用不同的知识获取方法来构建性能
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故障关系图谱，保证故障知识描述的准确性和完整性。
[0029]航天器控制系统性能
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故障关系图谱采用自顶向下与自底而上相结合的构建方法，基于航天器控制系统的故障诊断方案设计、FMEA、故障树等，将模型知识和专家知识通过实体构建和关系抽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航天器控制系统性能
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故障关系图谱的构建方法，其特征在于，包括：根据航天器控制系统的故障诊断方案设计报告，构建基于模型知识的性能
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故障关系图谱；根据所述航天器控制系统各部件的FMEA和故障树，构建基于专家知识的性能
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故障关系图谱；根据所述航天器控制系统的历史数据，采用Granger因果分析方法构建基于数据的性能
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故障关系图谱。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于模型知识的性能
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故障关系图谱中的实体包括系统级实体、子系统级实体、组件级实体和部件级实体，所述基于模型知识的性能
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故障关系图谱中的关系包括系统级关系、子系统级关系和组件级关系。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述系统级实体包括角度控制性能和角速度控制性能，所述子系统级实体包括角速度定姿结果、角度定姿结果和执行能力性能，所述组件级实体包括角速度测量性能、角度测量性能和CMG执行性能，所述部件级实体包括陀螺输出、陀螺故障、地球敏感器输出、地球敏感器故障、星敏感器输出、星敏感器故障、CMG输出、CMG故障、推力器喷气时间和推力器故障；所述系统级关系包括陀螺CMG动力学关系、角度控制性能满足关系和角速度控制性能满足关系，所述子系统级关系包括陀螺星敏运动学关系、陀螺地敏运动学关系和执行能力满足关系，所述组件级关系包括陀螺组件冗余关系、陀螺组件性能满足关系、地球敏感器组件冗余关系、地球敏感器组件性能满足关系、星敏感器组件冗余关系、星敏组件性能满足关系、CMG组件冗余关系和CMG组件性能满足关系。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于模型知识的性能
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故障关系图谱中的三元组集合包括：&lt;角速度定姿结果
‑
角速度控制性能满足关系
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角速度控制性能&gt;、&lt;角度定姿结果
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角度控制性能满足关系
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角度控制性能&gt;、&lt;CMG输出
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陀螺CMG动力学关系
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CMG故障&gt;、&lt;陀螺输出
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陀螺CMG动力学关系
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陀螺故障&gt;、&lt;陀螺输出
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陀螺星敏运动学关系
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陀螺故障&gt;、&lt;星敏输出
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陀螺星敏运动学关系
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星敏故障&gt;、&lt;地球敏感器输出
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陀螺地敏运动学关系
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地球敏感器故障&gt;、&lt;陀螺输出
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陀螺地敏运动学关系
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陀螺故障&gt;、&lt;推力器喷气时间
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执行能力满足关系
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执行能力性能&gt;、&lt;地球敏感器输出
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地球敏感器组件冗余关系
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地球敏感器故障&gt;、&lt;星敏感器输出
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星敏感器组件冗余关系
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星敏感器故障&gt;、&lt;CMG输出
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CMG组件冗余关系
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CMG故障&gt;、&lt;地球敏感器输出
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地球敏感器组件冗余关系
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地球敏感器故障&gt;、&lt;陀螺输出
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陀螺组件性能满足关系
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角速度测量性能&gt;、&lt;星敏输出
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星敏组件性能满足关系
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角度测量性能&gt;、&lt;地球敏感器输出
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地球敏感器组件性能满足关系
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角度测量性能&gt;、&lt;CMG输出
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CMG组件性能满足关系
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CMG执行性能&gt;。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于专家知识的性能
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故障关系图谱...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文静，刘磊，王淑一，刘成瑞，邢晓宇，徐赫屿，李文博，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：