[发明专利]一种基于健康状态层流逻辑模型的卫星健康层级评估方法有效
申请号: | 202010300933.8 | 申请日: | 2020-04-16 |
公开(公告)号: | CN111581782B | 公开(公告)日: | 2023-01-13 |
发明(设计)人: | 王自力;王超;陶来发;吕琛 | 申请(专利权)人: | 北京航空航天大学 |
主分类号: | G06F30/20 | 分类号: | G06F30/20;G06F119/02 |
代理公司: | 北京元本知识产权代理事务所(普通合伙) 11308 | 代理人: | 金海荣 |
地址: | 100191 北京市*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 健康 状态 层流 逻辑 模型 卫星 层级 评估 方法 | ||
本发明公开了一种基于健康状态层流逻辑模型的卫星健康层级评估方法,包括:根据卫星需要执行的每个任务,构建由下到上依次为底层单机层级、单机层级、分系统层级以及卫星层级的健康状态层流逻辑模型;根据所述健康状态层流逻辑模型的底层单机遥测参数,获取所述健康状态层流逻辑模型中每个底层单机的任务健康度;利用所述每个底层单机的任务健康度,依次确定所述健康状态层流逻辑模型中单机层级、分系统层级以及卫星层级的任务健康度和风险健康度;根据卫星需要执行的所有任务以及卫星在执行每个任务时所述卫星层级中每个卫星的任务健康度和风险健康度,确定卫星整体的任务健康度和风险健康度。
技术领域
本发明涉及航天器技术领域,特别涉及一种基于健康状态层流逻辑模型的卫星健康层级评估方法。
背景技术
随着我国航天器技术的发展,卫星的功能和构造日趋完善和复杂,在侦察、测量、导航等领域具有不可比拟的优势,然而由于卫星的高技术性、高复杂性、不可维修性以及运行空间环境的恶劣性,使其也具有高风险性,某个部件的损坏可能引起链式反应,导致系统或卫星整机的故障或瘫痪。而卫星造价昂贵,并且大多具有唯一性,一旦发生严重故障,可能造成极大的损失,因此也对其提出了高可靠性的要求。由于卫星运行时间较长而且各个系统构造复杂,目前卫星健康状态评估技术的相关方法研究多基于传统的层次分析法、贝叶斯网络和神经网络,在实际应用过程中都存在一定的局限性。
《基于变权分层评分的卫星健康状态评估方法》,公开了一种基于变权分层评分的卫星健康状态评估方法,首先从遥测参数中选定能表征卫星健康程度的特征参数作为评估数据,采用模糊无量纲化评分函数计算特征参数的健康状态评分;建立分层评估模型,在层次分析法基础权重上引入变权处理,获得变权权重;按照分层评估模型将评分和权重相结合,从底层往高层逐层计算评分值,最后得到最高层状态评分即评估对象的健康状态表征。该技术中仅在部件级到组件级考虑了不同健康状态层流逻辑模型对上一层级健康状态的影响,组件级到子系统级再到系统级的健康度计算都采用了加权求和的方式,未考虑不同结构模型对上一层级健康度的影响,并且权重值的设置只考虑了各层级单元的健康状态对于上一层级健康状态的影响,未具体考量组成单元退化或失效等对于上一层级任务完成能力以及风险后果的影响,仅根据该技术的评估结果无法制定明确的维修保障策略。
发明内容
根据本发明实施例提供的方案解决了包含多种功能结构的卫星健康状态层流逻辑建模和基于该模型的任务健康度和风险健康度评估问题。
根据本发明实施例提供的一种基于健康状态层流逻辑模型的卫星健康层级评估方法,包括:
根据卫星需要执行的每个任务,构建由下到上依次为底层单机层级、单机层级、分系统层级以及卫星层级的健康状态层流逻辑模型;
根据所述健康状态层流逻辑模型的底层单机遥测参数,获取所述健康状态层流逻辑模型中每个底层单机的任务健康度;
利用所述每个底层单机的任务健康度,依次确定所述健康状态层流逻辑模型中单机层级、分系统层级以及卫星层级的任务健康度和风险健康度;
根据卫星需要执行的所有任务以及卫星在执行每个任务时所述卫星层级的任务健康度和风险健康度,确定卫星整体的任务健康度和风险健康度。
优选地,所述构建由下到上依次为底层单机层级、单机层级、分系统层级以及卫星层级的健康状态层流逻辑模型之后,还包括:
根据所述健康状态层流逻辑模型的卫星层级中的分系统以及局部串联结构、局部并联结构以及局部冷备结构的重要程度,分别为分系统以及局部串联结构、局部并联结构以及局部冷备结构赋予重要度,并根据所述分系统以及局部串联结构、局部并联结构以及局部冷备结构的重要度,确定所述每个卫星以及局部串联结构、局部并联结构以及局部冷备结构的重要度权重;
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