一种灰色多状态通信卫星动态可靠性评估方法技术

本发明专利技术公开了一种灰色多状态通信卫星动态可靠性评估方法，涉及航天通信的技术领域，包括基于通信卫星中统计出的各子系统的相关可靠性数据以及各层级性能状态所对应的性能水平，获得各子系统处于不同性能状态的概率；基于通信卫星的物理连接结构和各子系统处于不同性能状态的概率，获得各子系统的

【技术实现步骤摘要】
一种灰色多状态通信卫星动态可靠性评估方法


[0001]本专利技术属于航天通信的
，具体涉及一种灰色多状态通信卫星动态可靠性评估方法
。

技术介绍

[0002]通信卫星是国家信息基础设施的重要组成部分，具有重要的经济和军事意义
。
通信卫星作为通信卫星的重要组成部分，具有技术复杂度高
、
开发周期长
、
维修难度大
、
投资成本高等特点
。
因而，有必要对其可靠度进行评估
。
然而，卫星在运行过程中受耗损性故障机理及工作环境的影响，某些子系统的部件失效使该通信卫星以退化的性能水平执行任务是具有多输出性能的多状态系统
。
常规的可靠性理论是以“两态性假设”为基础的，即系统只有正常工作与完全故障两种状态
。
两态性假设在求解实际问题时，能极大地简化复杂度，但不能刻画系统由于性能退化引起的多态性特征，多态系统可靠性理论为该问题的解决提供了新的思路
。
[0003]多状态系统的可靠度理论自提出以来取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种灰色多状态通信卫星动态可靠性评估方法，其特征在于，包括：基于多层级通信卫星中统计出的各子系统的相关可靠性数据以及各层级性能状态所对应的性能水平，构建灰色多状态可修子系统
G
‑
Markov
状态转移模型，以及获得各子系统处于不同性能状态的概率；基于多层级通信卫星的物理连接结构和获得的各子系统处于不同性能状态的概率，获得各子系统的
Lz
变换函数；基于多层级通信卫星的物理连接结构和获得的各子系统的
Lz
变换函数，获得各模块的
Lz
变换函数；基于多层级通信卫星的物理连接结构和获得的各模块的
Lz
变换函数，获得单个通信卫星整体系统的
Lz
变换函数；基于获得的单个通信卫星整体系统
Lz
变换函数，比较单个通信卫星整体系统的各性能水平和目标任务需求性能之间的关系，获取通信卫星的可靠度
。2.
根据权利要求1所述的灰色多状态通信卫星动态可靠性评估方法，其特征在于，所述通信卫星的层级包括子系统
、
模块和整体系统；所述模块包括多个串联或者并联的子系统；所述整体系统包括多个串联和
/
或并联的模块；所述各子系统的相关可靠性数据包括故障概率
、
修复概率
。3.
根据权利要求1所述的灰色多状态通信卫星动态可靠性评估方法，其特征在于，还包括：基于多层级通信卫星的物理连接结构，构建可靠性结构框图，并对通信卫星各层级的多态性能进行表征；表征所述通信卫星各层级的多态性能包括：设各子系统有
k
i
+1
种性能状态，在
t
时刻，第
i
个子系统处于
j
i
性能状态时的性能水平在
t
时刻时第
m
j
模块的性能水平为单个通信卫星整体系统的性能水平为
4.
根据权利要求3所述的灰色多状态通信卫星动态可靠性评估方法，其特征在于，所述构建灰色多状态可修子系统
G
‑
Markov
状态转移模型包括搭建各子系统的具有灰色转移概率的
G
‑
Markov
链；搭建所述各子系统的
G
‑
Markov
链包括：将
t
时刻子系统
i
的性能水平用灰色马尔可夫模型的离散状态来表示，其中
k
i
为子系统的最优性能状态，0为最差性能状态
。5.
根据权利要求1所述的灰色多状态通信卫星动态可靠性评估方法，其特征在于，在
t
时刻，子系统
i
处于各性能状态的概率通过
Kolmogorov
微分方程组计算获得；所述
Kolmogorov
微分方程组为：其中，为子系统
i
在
t
时刻处于性能状态
k
i
的概率；为子系统
i
从性能水平
k
i
转移到
j
的故障概率；为子系统
i
从性能状态
j
到
k
i
的修复概率；设定随机过程从最优状态
k
i
开始，该状态的性能水平为且满足公式
(2)
的初始条件，将公式
(2)
代入公式
(1)
，并采用
Laplace
‑
Stieltjes
变换公式
(1)
为：其中，且
L[
·
]
为
Laplace
‑
Stieltje
算子；基于公式
(3)
计算求得通过逆
Laplace
变换得到子系统
i
处于性能状态
j
i
的概率的概率其中，
L
‑1[
·
]
为反
Laplace
‑
Stieltje
算子
,
为灰变量与的函数
。6.
根据权利要求5所述的灰色多状态通信卫星动态可靠性评估方法，其特征在于，在
t
时刻子...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵瑞瑞，游伟青，
申请(专利权)人：江苏开放大学江苏城市职业学院，
类型：发明
国别省市：