[发明专利]一种用于运载火箭测试发射阶段的故障检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于运载火箭测试发射阶段的故障检测方法，属于运载火箭测试发射技术领域。

背景技术

运载火箭造价昂贵、任务特殊，可靠性要求极高。无论是研制阶段还是运行阶段，运载火箭的故障检测都是保障其可靠性的重要手段，受到格外重视。特别是运载火箭测试发射阶段的故障检测，对于运载火箭的成功发射具有极为重要的意义。

由于基于规则的故障诊断专家系统具有表达直观、形式统一、模块性强和推理简单等优点，目前已成为解决运载火箭测试发射阶段故障检测的一种有效途径。目前，国内有很多公开的基于规则的故障诊断专家系统软件，例如IBuilder；运行故障诊断专家系统软件，调用运载火箭测试发射阶段的故障检测规则，即可实现运载火箭测试发射阶段的故障检测。

故障检测规则是运载火箭故障诊断专家系统的核心，故障检测规则库中的规则数量与质量是决定运载火箭故障诊断专家系统的功能与性能的关键因素。然而，由于运载火箭结构庞大，功能复杂繁多，分系统之间、各变量之间在测试发射阶段存在复杂的交联、耦合或时序关系，其故障检测规则非常复杂，规则编写已成为测试发射阶段故障检测工作的瓶颈。

目前的运载火箭测试发射阶段故障检测规则编写方式通常为：首先，由工程技术人员设计运载火箭测试发射流程，撰写描述测试过程正常情况下测试量变化情况的文档；其次，由知识工程师通过学习理解测试过程文档，并结合实际测试过程数据分析，提取测试过程中的测试量，编写故障检测规则；最后，由于测试过程中涉及的测试量繁多，且测试量之间存在时序逻辑演变规律，使得提取出的故障检测规则数量繁多，且规则之间逻辑关系复杂，因此需要由专家对知识工程师提取编写的故障检测规则进行反复严格的检查，才能保证获取故障检测规则的正确可靠。

目前的运载火箭测试发射阶段故障检测规则编写方式存在的主要问题是：规则编写过程复杂、工作量大、工作周期长、容易出错且不易于检查、工程技术人员无法独立完成规则编写工作、规则难以直观理解。并且，现有的规则编写方式难以实现规则重用等高级规则管理要求。

因此，解决目前运载火箭测试发射阶段故障检测工作中的规则编写瓶颈，是广泛使用基于规则的故障诊断专家系统来实现运载火箭测试发射阶段故障检测的关键。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种用于运载火箭测试发射阶段的故障检测方法，通过可视的图形化描述方式对测试过程建模，降低运载火箭故障检测规则编写工作的难度与复杂度，提高运载火箭故障检测规则编写工作的效率，从而便于运载火箭测试发射故障诊断专家系统的工程实现。

本发明的技术解决方案是：

一种用于运载火箭测试发射阶段的故障检测方法，步骤如下：

(1)建立树状的运载火箭测试发射流程框架，所述运载火箭测试发射流程框架为四层树状结构，自顶层到底层依次为运载火箭型号、运载火箭测试发射阶段各测试时间段、各测试时间段中测试所涉及的分系统、分系统下的各测试项目；

(2)对步骤(1)中所述各测试项目进行有向图描述，得到各测试项目对应的有向图，之后进入步骤(3)；

(3)根据步骤(2)中得到的各测试项目的有向图，生成运载火箭测试发射阶段的故障检测规则；

(4)根据步骤(3)中生成的运载火箭测试发射阶段的故障检测规则，通过基于规则的故障诊断专家系统对运载火箭测试发射阶段的故障进行检测。

所述步骤(2)中对步骤(1)中各测试项目进行有向图描述，得到各测试项目对应的有向图具体通过如下步骤进行：

(2.1)对于每个测试项目，指定启动该测试项目的指令量；每个测试项目下均有多个测试量，测试量分为指令量、开关量和模拟量三种类型，所述指令量是指外部输入的对测试项目的操作指令，包括“开始”和“好”两种状态；

(2.2)对每个测试项目下的每个测试量，为其分配一个图形代码名称，所述图形代码名称的初始值为0；指定理论上每个测试量在测试项目中的各种状态，并按状态出现的先后顺序分配自然数编号；对于编号之后的模拟量的状态，分别给定根据测试值判断是否处于该状态的依据；

(2.3)以编号后的每个测试量的状态为有向图的节点，在节点之间，以可带延迟时间的有向弧连接形成测试项目的有向图；

使用有向弧连接节点时满足有向弧的起点与终点之间为直接因果关系或直接顺序关系且模拟量状态对应的节点不能作为有向弧的起点；对于直接因果关系，起点为因，终点为果；对于直接顺序关系，起点在先，终点在后。