[发明专利]一种基于卫星热控系统的故障诊断方法

说明书

本发明提供一种基于卫星热控系统的故障诊断方法，其步骤如下:步骤一、基于一阶逻辑对卫星热控系统建模；步骤二、解析模型文件和观测文件，得到模型数据和观测数据；步骤三、利用ATMS方法对模型进行推理，得到所有的冲突集；步骤四、利用第一步A*搜索方法搜索冲突集，得到最优碰集；步骤五、利用第二步A*搜索方法搜索最优碰集，得到最优候选解；步骤六、利用ATMS对最优候选解进行一致性检验；通过以上步骤，能够减少A*搜索的范围，进而提高对卫星热控系统的诊断效率，降低诊断时间。

技术领域

本发明提供一种故障诊断方法，特别涉及一种基于卫星热控系统的故障诊断方法，属于基于模型的故障诊断领域。

背景技术

随着航天任务的日益复杂和对人类生活的影响日益增加，航天器的可靠性和安全性显得极为重要。但是，由于空间环境的复杂性以及航天器测试的局限性，航天器发生故障的几率也在大大增加，为了满足日益增长的航天器健康需求，基于模型的故障诊断方法应运而生。

基于模型的故障诊断总体上可分为两大类：其一是基于控制理论的方法，其核心思想是以系统的数学解析模型为基础生成残差，然后基于某种准则或阈值对该残差进行决策；另一种则是基于人工智能的方法，即基于第一定律的故障诊断，其中推理和搜索是两个关键技术。其中推理用于结合模型描述与观测值生成冲突集，而搜索则根据冲突集搜索出最可能的候选解，然后判断候选解是否为一个诊断解。常用的推理方法有LTMS(基于逻辑的真值维护系统)和ATMS(基于假设的真值维护系统)及其改进型。对于搜索，LTMS和ATMS的策略有所不同，LTMS常用的搜索方法为A*(A星)搜索，而传统的ATMS的搜索方法有HS树，HST树等。

对于弱模型即只有一个正常模式和一个故障模式的模型系统，以上的搜索方法都能够取得良好效果，但是对于拥有多个正常模式或多个故障模式的复杂系统即强模型，其诊断效率和精度将不能保证。

本专利所提出的一种基于卫星热控系统的故障诊断方法是针对作为强模型的卫星热控系统，通过利用ATMS推理方法和两步A*搜索方法来提高其诊断效率。

发明内容

发明目的

本发明的目的是提供一种基于卫星热控系统的故障诊断方法，它针对具备多个正常或故障模式的卫星热控系统，能够减少A*搜索的范围，进而提高故障诊断效率。

技术方案

本发明一种基于卫星热控系统的故障诊断方法，其步骤如下:

步骤一、基于一阶逻辑对卫星热控系统建模；

步骤二、解析模型文件和观测文件，得到模型数据和观测数据；

步骤三、利用ATMS方法对模型进行推理，得到所有的冲突集；

步骤四、利用第一步A*搜索方法搜索冲突集，得到最优碰集；

步骤五、利用第二步A*搜索方法搜索最优碰集，得到最优候选解；

步骤六、利用ATMS对最优候选解进行一致性检验；

通过以上步骤，能够减少A*搜索的范围，进而提高对卫星热控系统的诊断效率，降低诊断时间。

其中，在“步骤一”中所述的“基于一阶逻辑对卫星热控系统建模”，做法如下：其中“一阶逻辑”又称为一阶谓词逻辑，是指只包含个体谓词和个体量词的谓词逻辑，用于研究数学中由个体、函数及关系构成的命题以及由这些命题构成的更复杂的命题和这些命题之间的推理关系通过分析系统的每个元件的行为模式和模式间的概率转移关系，以及元件与元件之间的逻辑转换关系，基于一阶逻辑对系统建模，得到系统模型文件，再根据观测值写出观测文件，最后对元件的模式进行初始化，一般都初始化为正常模式，表示假设该元件是正常的。