卫星控制系统可重构性确定方法，(1)构建卫星控制系统功能树，功能树的不同层次之间根据卫星控制系统的功能实现方式采用与门或或门进行连接；(2)根据功能树不同层次间的与或关系，采用下行法或者上行法确定功能树的割集族C，所述割集族中的元素为割集，割集为实现卫星控制系统功能的部件集合；(3)将步骤(2)中确定的割集族C进行吸收处理，得到功能树的最小割集族Cmin，最小割集族Cmin中的元素为最小割集cmin，最小割集cmin为实现卫星控制系统功能所需的最少部件的集合；(4)对卫星控制系统进行故障模式影响分析FMEA，确定卫星控制系统的故障模式、故障发生概率、故障严酷度；(5)确定步骤(4)中的故障模式i的可重构度γi；(6)确定卫星控制系统的可重构率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属航空航天领域，涉及一种基于功能树的。
技术介绍
随着科技发展，卫星已在国防军事、通信、气象等各个领域发挥着不可替代的作用。为了应对卫星在轨可能发生的各种故障，提高运行质量，必须确保在故障发生后，及时采取有效措施使故障影响降至最低，这是从系统层面克服产品固有可靠性不足，提高卫星运行可靠性和延长寿命的有效手段。由于卫星无法在轨维修，一般只能采用重构的方式恢复系统功能，因此要提高卫星的故障处理能力，需要在设计阶段引入可重构性设计。 可重构性度量是卫星可重构性设计的基础，但由于卫星可重构性设计刚刚起步，目前还没有形成系统的可重构性度量指标，更没有相应的可重构性度量方法。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种基于功能树的卫星控制系统可重构性度量方法，从而实现对卫星控制系统的可重构能力进行定量分析，为卫星的可重构性设计提供依据。本专利技术的技术解决方案是，步骤如下(I)构建卫星控制系统功能树，功能树的树根为卫星控制系统的总功能，总功能包括姿态控制、轨道控制、帆板控制三个功能，每个功能分为测量功能、控制器和执行机构三个子功能，子功能作为功能树的树干，实现子功能的部件作为功能树的树叶，功能树的不同层次之间根据卫星控制系统的功能实现方式采用与门或或门进行连接；(2)根据功能树不同层次间的与或关系，采用下行法或者上行法确定功能树的割集族C，所述割集族C中的元素为割集，割集为实现卫星控制系统功能的部件集合；(3)将步骤⑵中确定的割集族C进行吸收处理，得到功能树的最小割集族Cmin ；最小割集族Cmin中的元素为最小割集Cmin，最小割集Cmin为实现卫星控制系统功能所需的最少部件的集合。所述的吸收处理为(3. I)选取割集族C中包含部件最少的割集cmin，并将Cmin放入最小割集族Cmin,判断其余割集中是否包含Cmin中的所有部件，若包含所有部件，则从割集族C中剔除包含Cmin所有部件的割集，若不包含，转步骤(3.2)；(3. 2)在割集族C中重新选取包含部件最少的割集cmin，从步骤(3. I)循环执行，直至割集族C变为空集；(4)对卫星控制系统进行故障模式影响分析FMEA，确定卫星控制系统的故障模式、故障发生概率和故障严酷度；(5)确定步骤⑷中的故障模式i的可重构度Y i :在最小割集族Cniin中将每个故障模式对应的部件所在的最小割集删除，判断最小割集族Cmin是否为空集，若为空集，则该故障模式不可重构，即Yi = O;反之，该故障模式可重构，S卩Yi = I;(6)确定卫星控制系统的可重构率R 权利要求1.，其特征在于步骤如下 (1)构建卫星控制系统功能树，功能树的树根为卫星控制系统的总功能，总功能包括姿态控制、轨道控制、帆板控制三个功能，每个功能分为测量功能、控制器和执行机构三个子功能，子功能作为功能树的树干，实现子功能的部件作为功能树的树叶，功能树的不同层次之间根据卫星控制系统的功能实现方式采用与门或或门进行连接； (2)根据功能树不同层次间的与或关系，采用下行法或者上行法确定功能树的割集族C，所述割集族C中的元素为割集，割集为实现卫星控制系统功能的部件集合； (3)将步骤(2)中确定的割集族C进行吸收处理，得到功能树的最小割集族Cmin;最小割集族Cmin中的元素为最小割集Cmin，最小割集Cmin为实现卫星控制系统功能所需的最少部件的集合。所述的吸收处理为 (3. I)选取割集族C中包含部件最少的割集cmin，并将Cmin放入最小割集族Cmin,判断其余割集中是否包含Cmin中的所有部件，若包含所有部件，则从割集族C中剔除包含Cmin所有部件的割集，若不包含，转步骤(3.2)； (3. 2)在割集族C中重新选取包含部件最少的割集Cmin，从步骤(3. I)循环执行，直至割集族C变为空集； (4)对卫星控制系统进行故障模式影响分析FMEA，确定卫星控制系统的故障模式、故障发生概率和故障严酷度； (5)确定步骤⑷中的故障模式i的可重构度Yi :在最小割集族Cmin中将每个故障模式对应的部件所在的最小割集删除，判断最小割集族Cmin是否为空集，若为空集，则该故障模式不可重构，即Yi = O;反之，该故障模式可重构，即Yi = I; (6)确定卫星控制系统的可重构率R2.根据权利要求I所述的，其特征在于％为根据故障模式i的严酷度、发生概率确定的加权系数，选取原则为严酷度高、发生概率大的故障模式的Wi取值大，根据航天领域对卫星控制系统严酷度和故障发生概率的分级方法，Wi可根据下表取值3.根据权利要求I所述的，其特征在于所述步骤(2)中下行法确定功能树的割集族C步骤如下 从系统的总功能开始，顺次将上层功能置换为下层子功能，遇到与门，将与门的输入横向写出，遇到或门则将或门的输入竖向串列写出，直到全部门都置换到最低层的部件为止；这样得到每个分支的部件集合为功能树的一个割集，所有割集组成的集合为功能树的割集族C。4.根据权利要求I所述的，其特征在于所述步骤(2)中上行法确定功能树的割集族C步骤如下 (2. I)确定功能树中最底层的每个子功能的割集，即如果子功能通过与门实现，则与门输入端的所有部件的集合为子功能的割集；如果子功能通过或门实现，则或门输入端的每个部件均为子功能的一个割集。(2. 2)利用功能树中上下层子功能之间的与门和或门关系确定上层子功能的割集； 对于或门的情况，上层子功能的割集族为或门所有输入端的子功能的割集组成的集合，即全文摘要，(1)构建卫星控制系统功能树，功能树的不同层次之间根据卫星控制系统的功能实现方式采用与门或或门进行连接；(2)根据功能树不同层次间的与或关系，采用下行法或者上行法确定功能树的割集族C，所述割集族中的元素为割集，割集为实现卫星控制系统功能的部件集合；(3)将步骤(2)中确定的割集族C进行吸收处理，得到功能树的最小割集族Cmin，最小割集族Cmin中的元素为最小割集cmin，最小割集cmin为实现卫星控制系统功能所需的最少部件的集合；(4)对卫星控制系统进行故障模式影响分析FMEA，确定卫星控制系统的故障模式、故障发生概率、故障严酷度；(5)确定步骤(4)中的故障模式i的可重构度γi；(6)确定卫星控制系统的可重构率。文档编号G05D1/08GK102789235SQ201210214240公开日2012年11月21日 申请日期2012年6月18日 优先权日2012年6月18日专利技术者何英姿, 刘成瑞, 张国琪, 王南华, 王大轶 申请人:北京控制工程研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
卫星控制系统可重构性确定方法，其特征在于步骤如下：(1)构建卫星控制系统功能树，功能树的树根为卫星控制系统的总功能，总功能包括姿态控制、轨道控制、帆板控制三个功能，每个功能分为测量功能、控制器和执行机构三个子功能，子功能作为功能树的树干，实现子功能的部件作为功能树的树叶，功能树的不同层次之间根据卫星控制系统的功能实现方式采用与门或或门进行连接；(2)根据功能树不同层次间的与或关系，采用下行法或者上行法确定功能树的割集族C，所述割集族C中的元素为割集，割集为实现卫星控制系统功能的部件集合；(3)将步骤(2)中确定的割集族C进行吸收处理，得到功能树的最小割集族Cmin；最小割集族Cmin中的元素为最小割集cmin，最小割集cmin为实现卫星控制系统功能所需的最少部件的集合。所述的吸收处理为：(3.1)选取割集族C中包含部件最少的割集cmin，并将cmin放入最小割集族Cmin，判断其余割集中是否包含cmin中的所有部件，若包含所有部件，则从割集族C中剔除包含cmin所有部件的割集，若不包含，转步骤(3.2)；(3.2)在割集族C中重新选取包含部件最少的割集cmin，从步骤(3.1)循环执行，直至割集族C变为空集；(4)对卫星控制系统进行故障模式影响分析FMEA，确定卫星控制系统的故障模式、故障发生概率和故障严酷度；(5)确定步骤(4)中的故障模式i的可重构度γi：在最小割集族Cmin中将每个故障模式对应的部件所在的最小割集删除，判断最小割集族Cmin是否为空集，若为空集，则该故障模式不可重构，即γi＝0；反之，该故障模式可重构，即γi＝1；(6)确定卫星控制系统的可重构率R：R=Σi=1mwiγiΣi=1mwi其中，wi为根据故障模式i的严酷度、发生概率确定的加权系数，m为总的故障模式个数。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘成瑞，王南华，王大轶，何英姿，张国琪，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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