航天器故障诊断技术方法
航天器推进系统故障的面向时态检测和诊断
检测 和 渗断 方 法 在 对 知 识 表 示 方 法 和 推 理 诊 断 策 略 进 行 改 进 后 ．在 Ｗｉ ｏ ｓ 环 境 下 实 现 了 一 个 基 于知 识 的 故 ｎ ｗ胛 ｄ 障诊 断 原 型 系 统 ，介 绍 ｒ原 型 系 统 的 结 构 、功 能 及 网 络 实 时 数 据 通 信 方 法 ，经 过 仿 真 数 据 测 试 验 证 了 方 法 的 有 效
制 造 和 安装 过 程 中很 难 保 证 万 无 一 失 ， 样 ， 障 检 这 故 测 和诊 断 便 成 为 提 高 其 可 靠 性 的一 个 重 要 手 段 国 内 外学 者 在 这 方 面 做 了 很 多 研 究 工作 ， 出 了 多 种 故 提 障 检测 和诊 断 方 法 。航 天 器 推 进 系 统 的 故 障 模
维普资讯
２０ 年 ２月 ０２
推
进
技
术
Ｊｎ２ ０ ａ ．０ ２
Ｖ １２３ Ｎｏ ０． １
第２ ３卷
第 １期
ｄ ＯＵＲ ＮＡＩ Ｆ Ｐ Ｏ ＲＯＰ ｋ Ｉ ＥHale Waihona Puke Ｕ ＳＯＮ Ｔ ＣＨＮ Ｏ ＯＬ ＧＹ
航 天 器 推进 系统 故 障 的面 向 时态 检 测 和诊 断
Ｆ ｕ ｔｄ ｔ ｃｉ ｎ ａ ｄ ｄ ａ ｎ ｓｓｓ ｓｅ ａ ｅ ｉ ｔ ｅ ｒ ｌ ｎ ａ ｌ ｅ ｅ ｔｏ ｎ ｉ ｇ ｏ ｉ ｙ ｔ ｍ ｂ ｓ ｄ Ｏ ｌ ｈ ｕ ｅ ａ ｄ ｔｍ ｅ ｖ ｒａ ｉ ｎ ｆ ｒ ｓ ａ ｅ ｒ ｆ ｒ ｐ ｓｏ ｙ ｔ ｍ ｉ ａ ｉ ｔｏ ｏ ｐ ｃ ｃ ａ ｔｐ ｏ ｕ ｉ ｎ ｓ ｓｅ ｌ
和 一 组 推 力 不 等 的 发 动 机 组 成 。挤 压 式 输 送 系 统 从 结 构 上分 为 气 路 和 液 路 两 部 分 。 前 者 由 高 压气 瓶 、 高 压 电 爆 阀 、 压 电 磁 阀 、 压 阀 、 全 阀 及 管 路 等 组 高 减 安
航空航天工程师的航天器质量控制和检验方法
航空航天工程师的航天器质量控制和检验方法航空航天工程师在研发航天器过程中扮演着重要的角色。
航天器的质量控制和检验方法对于确保航天器的安全性和可靠性至关重要。
本文将探讨航空航天工程师在航天器质量控制和检验方面所需的方法和技能。
一、质量控制方法1. 遵循ISO标准航空航天工程师必须遵循国际标准化组织（ISO）的相关标准。
这些标准规定了航天器研发和生产过程中的质量控制要求，确保航天器的性能和可靠性符合国际标准。
2. 制定质量控制计划航空航天工程师需制定质量控制计划，明确质量控制目标和措施。
质量控制计划应包括产品检验标准、检查点和测试方法，确保每个生产环节都经过严格的检验和测试。
3. 质量管理体系航天器的质量控制需要建立有效的质量管理体系。
工程师应遵循良好的质量管理实践，包括质量文件管理、过程控制和记录管理，以确保产品符合规定的质量标准。
4. 政策和流程监督航空航天工程师需要监督质量政策和流程的执行情况。
监督包括内部审计、流程评估和不断改进，以确保质量管理体系的有效性和适应性。
二、航天器检验方法1. 非破坏性检测（NDT）非破坏性检测是评估航天器结构和材料完整性的重要方法。
航空航天工程师需要精通各种NDT技术，如超声波检测、射线检测和热像仪检测，以及综合运用这些技术进行航天器的检验。
2. 环境试验航天器在极端环境下运行，因此需要进行一系列环境试验。
航空航天工程师需熟悉常见的环境试验方法，如温度循环试验、振动试验和真空试验，以评估航天器在各种条件下的性能和可靠性。
3. 功能验证航天器的各项功能需要进行验证和测试。
航空航天工程师需要设计和执行功能验证测试，并确保航天器的功能满足设计要求。
这包括测试航天器的动力系统、通信系统和导航系统等关键功能。
4. 故障诊断在航天器运行期间，可能会出现各种故障。
航空航天工程师需具备故障诊断的能力，通过分析数据和进行实验，准确判断故障原因，并采取相应的修复措施。
5. 关键件检验航天器的关键部件需要进行严格的检验。
航天器故障诊断和预测天地一体化集成系统
航天器故障诊断和预测天地一体化集成系统
杨天社;席政;董小杜;黄永宣
【期刊名称】《飞行器测控学报》
【年(卷),期】2008(027)006
【摘要】在轨航天器和地面航天飞控中心天地2个系统缺乏相互支持和配合,是导致对航天器故障诊断和预测能力不足的重要因素之一.为了提高航天器故障诊断和预测的有效性、可靠性和准确性,需要将天地2个系统集成为一个整体(天地一体化系统).设计了航天器故障天地一体化集成诊断和预测系统,讨论了航天器故障天地一体化集成诊断和预测方法,时航天器故障天地一体化集成诊断系统和方法的特点进行了分析.将天地2个系统集成在一起对航天器故障进行诊断和预测,其效率、准确性和可靠性较高.
【总页数】3页(P1-3)
【作者】杨天社;席政;董小杜;黄永宣
【作者单位】西安交通大学,陕西西安,710049;西安卫星测控中心,陕西西
安,710043;西安卫星测控中心,陕西西安,710043;西安交通大学,陕西西安,710049;西安交通大学,陕西西安,710049
【正文语种】中文
【中图分类】V574
【相关文献】
1.航天器故障诊断、预测与健康管理探讨 [J], 朱辉
2.面向航天器控制系统故障诊断的实时专家系统通用框架 [J], 党蓉;王南华
3.航天器推进系统故障诊断专家系统中的若干问题 [J], 张晓梅;姜兴渭
4.基于专家系统的航天器故障诊断地面模拟系统的研制 [J], 崔俊峰;魏传锋
5.航天器推进系统故障诊断专家系统的研制开发 [J], 宝音贺喜格;姜兴渭;黄文虎因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
使用马尔科夫链进行航天器故障诊断的教程(七)
使用马尔科夫链进行航天器故障诊断的教程引言随着航天技术的不断发展，航天器的故障诊断变得越来越重要。
因为一旦在太空中出现故障，后果可能是灾难性的。
为了提高航天器的安全性和可靠性，科研人员提出了许多方法来进行航天器的故障诊断。
其中，使用马尔科夫链进行故障诊断是一种常见的方法。
本文将介绍如何使用马尔科夫链进行航天器的故障诊断。
马尔科夫链简介在开始介绍如何使用马尔科夫链进行航天器故障诊断之前，我们先来了解一下马尔科夫链的基本概念。
马尔科夫链是一种数学模型，描述了一系列的状态和从一个状态到另一个状态的概率转移。
在故障诊断中，我们可以将航天器的各种状态看作是马尔科夫链中的状态，而故障的发生则可以看作是状态之间的转移。
通过建立航天器的马尔科夫链模型，我们可以利用统计学方法来推断航天器可能存在的故障。
建立航天器的状态空间首先，我们需要对航天器的状态空间进行定义。
航天器的状态可以包括正常工作状态、各种故障状态和维修状态等。
我们需要根据航天器的实际情况，对其可能的状态进行全面的考虑，并将这些状态进行归类和定义。
这样，我们就可以建立起航天器的状态空间。
确定状态转移概率在建立了航天器的状态空间之后，我们需要确定各种状态之间的转移概率。
这一步需要收集大量的航天器运行数据，并对这些数据进行分析和处理。
通过统计方法，我们可以得到航天器在不同状态之间发生转移的概率。
这些概率将成为马尔科夫链模型的重要参数，用于进行故障诊断。
故障诊断算法在建立了航天器的马尔科夫链模型之后，我们就可以利用这个模型来进行航天器的故障诊断了。
一种常见的故障诊断算法是基于贝叶斯网络的方法。
通过将航天器的马尔科夫链模型与贝叶斯网络相结合，我们可以利用航天器的运行数据来推断航天器可能存在的故障。
这种方法不仅可以对已知的故障进行诊断，还可以对潜在的未知故障进行预测。
实例分析为了更好地理解如何使用马尔科夫链进行航天器故障诊断，我们可以通过一个实例来进行分析。
假设我们有一颗卫星，其可能的状态包括正常工作状态、姿态控制故障状态和电力系统故障状态等。
控制系统的故障诊断与容错控制：探讨控制系统的故障诊断与容错控制的应用和实践
控制系统的故障诊断与容错控制：探讨控制系统的故障诊断与容错控制的应用和实践引言当我们谈到控制系统，我们通常不会想到故障和错误。
然而，在现实世界中，任何复杂的系统都有可能出现故障。
这就是为什么故障诊断和容错控制对于确保控制系统的稳定性和可靠性至关重要的原因。
本文将探讨控制系统的故障诊断与容错控制的应用和实践，以及它们对现代工程的影响。
什么是故障诊断与容错控制故障诊断与容错控制是一种通过监测控制系统的性能和状态，检测和处理故障的技术。
它的目的是及时发现和解决故障，以确保系统的正常运行。
故障诊断是指检测和识别控制系统中出现的错误或故障的过程，而容错控制是指通过采取一些措施来处理这些错误或故障，以确保系统的稳定性和可靠性。
故障诊断的方法和技术在故障诊断中，有许多不同的方法和技术可用于检测和识别故障。
其中一种常用的方法是模型基于诊断方法，它使用控制系统的物理模型来预测系统的行为，并与实际系统的行为进行比较。
如果存在差异，就可以确定系统中的错误或故障。
另一种常用的方法是残差分析法，它分析控制系统中的残差（实际输出与期望输出之间的差异）来检测故障。
容错控制的方法和技术在容错控制中，最常用的方法是冗余技术。
冗余技术意味着在控制系统中添加额外的组件或备用系统，以便在主要组件或系统发生故障时，能够继续正常工作。
例如，航天器通常会使用冗余系统，以确保即使发生故障，宇航员仍然安全返回地球。
另一种容错控制的方法是基于自适应系统的技术，即使在控制系统中发生故障时，系统仍能自动调整和适应新的条件。
故障诊断与容错控制的应用和实践故障诊断和容错控制已经广泛应用于各种领域，包括航空航天、汽车、化工、核能和电力系统等。
在航空航天领域，故障诊断和容错控制对于确保飞机的安全和可靠性至关重要。
航空航天器通常使用多重冗余系统和自适应系统来处理故障。
在汽车领域，故障诊断和容错控制可以帮助检测和解决引擎故障、刹车故障和安全气囊故障等问题。
在核能和电力系统领域，故障诊断和容错控制可以帮助确保核反应堆的安全运行，并防止事故发生。
航空航天器系统可靠性与故障诊断技术研究
航空航天器系统可靠性与故障诊断技术研究航空航天器系统可靠性与故障诊断技术研究摘要：航空航天器的系统可靠性和故障诊断技术对于确保飞行安全至关重要。
本文通过综述相关文献和研究成果，对航空航天器系统可靠性和故障诊断技术进行了综合研究。
首先，分析航空航天器系统的工作原理和组成结构，探讨系统可靠性的定义和评估方法。
然后，介绍了常见的航空航天器故障及其危害，并介绍了故障诊断的基本概念和方法。
接下来，综述了航空航天器系统可靠性和故障诊断技术的研究现状，包括可靠性增长方法、故障率分析方法、故障模式识别方法以及智能诊断方法。
最后，对未来的研究方向进行了展望。
关键词：航空航天器系统、可靠性、故障诊断、故障率、故障模式识别、智能诊断1. 引言航空航天器是一种复杂的工程系统，由多个子系统组成。
其中的每一个子系统都需要在严酷的环境条件下长时间运行，因此其可靠性和故障诊断技术对于确保飞行安全至关重要。
航空航天器系统可靠性和故障诊断技术的研究旨在发展有效的方法和工具，帮助工程师提高系统的可靠性和故障诊断能力。
2. 航空航天器系统可靠性的定义和评估方法航空航天器系统可靠性可以定义为系统在规定时间内完成任务或工作，不发生故障的概率。
系统可靠性的评估方法可以通过故障树分析、可靠性增长分析、故障模式效应分析等进行。
3. 航空航天器故障和故障诊断的基本概念航空航天器故障是指系统或子系统无法按照预期工作，从而导致性能下降或无法正常工作的情况。
故障诊断是指通过分析和判断故障的原因和性质，找出系统故障的方法和过程。
4. 航空航天器系统可靠性和故障诊断技术的研究现状航空航天器系统可靠性和故障诊断技术的研究包括可靠性增长方法、故障率分析方法、故障模式识别方法以及智能诊断方法等。
4.1 可靠性增长方法可靠性增长方法是通过改进系统的设计和生产过程，提高系统的可靠性。
其中包括可靠性设计、可靠性测试和可靠性改进等方法。
4.2 故障率分析方法故障率分析是通过对故障数据进行统计和分析，研究故障发生的规律和模式。
航空航天工程师的航空器与航天器故障排除与维修技巧
航空航天工程师的航空器与航天器故障排除与维修技巧在航空航天领域中，航空器与航天器的故障排除与维修技巧是航空航天工程师必备的重要能力。
故障排除与维修工作不仅可以确保航空器与航天器的正常运行，还能提高其性能和安全性。
本文将介绍航空航天工程师需要掌握的故障排除与维修技巧。
一、故障排除1.1 故障诊断对于航空器与航天器的故障排除，首先需要进行故障诊断。
在诊断过程中，航空航天工程师要掌握各种故障表现和对应故障的知识，通过仪器和设备的检测，准确确定故障原因。
1.2 故障定位故障定位是解决故障问题的关键步骤。
航空航天工程师需要根据故障诊断结果，确定故障发生的部位。
这需要对航空器与航天器的结构和系统有深入的了解。
通过检查、测试、分析等手段，精确地定位故障位置。
1.3 解决故障解决故障是航空航天工程师的重要任务。
针对不同的故障类型，航空航天工程师需要运用专业知识和技能，进行适当的修复和更换。
在解决故障时，航空航天工程师要确保操作规范，保证修复过程的安全性和有效性。
二、维修技巧2.1 维修计划制定在进行维修工作之前，航空航天工程师需要制定维修计划。
维修计划包括故障描述、维修流程、所需工具和材料等内容。
合理制定维修计划可以提高维修效率，降低故障排除与维修过程中可能出现的风险。
2.2 维修程序执行维修程序的执行是维修过程中的关键环节。
航空航天工程师需要按照维修计划中所规定的步骤，有条不紊地进行维修工作。
同时，需要准确记录维修过程中的关键数据和操作指南，方便后续的数据分析和维修质量的评估。
2.3 维修记录与分析在维修过程结束后，航空航天工程师需要对维修工作进行记录和分析。
维修记录包括故障描述、维修过程、使用的工具和材料等内容。
通过对维修记录的分析，可以找出相同或相似故障的规律，为后续的故障排除提供参考。
三、技能培养与提升为了提高故障排除与维修技巧，航空航天工程师需要进行持续的技能培训与提升。
3.1 学习与研究航空航天工程师需要不断学习与研究最新的航空航天技术和维修方法。
基于分离策略的航天器多故障模式诊断方法
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第３ ３卷 第 ６期 ２１ ０２年 ６月
宇航学报 NhomakorabeaＶｏ． Ｎｏ ６ １３３
．
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｔ ｎ ｕ ｉｓ ｏ ｒ ａ ｆＡｓ ｏ ａ ｔ ｒ ｃ
Ｊｎ ｕｅ
２ １ ０２
基 于分 离策 略 的航天 器 多故 障模 式 诊 断 方 法
金 洋 ，王 日新 ，徐 敏 强
（ 哈尔 滨 工 业 大 学 深 空 探 测基 础 研 究 中心 ，哈 尔滨 １０ ８ ） ５ ０ ０
ｒ ｓ ｔ ｆｃ ｍ ｐ ｒｓ ｎ ｗｉｈ ｔ ｅ ｅ ｉｔｎ ｔ ｏ ｈ ｗ ｈａ ｈ ｐ ｏ ｃ ａ ｅ ｕ ｅ ｔｅ ａ ｕ ｔｏ ａｃ ａｉ ｎ，ａ ｄ ｉ ｐ ｏ ｅ ｅ ｕｌｓｏ ｏ ａ ｏ ｔ ｈ ｘｓｉ ｇ ｍｅ ｈ ｄ ｓ ｏ ｔ ｔｔ ｅ ａ ｐｒ ａ ｈ ｃ ｎ ｒ ｄ ｃ ｈ ｍｏ ｎ ｆｃ ｌｕｌｔｏ ｉ ｎ ｍ ｒ ｖ ｔ ｅ ｄｉｇ ｏ ｉ ｆｉｉｎｃ ． ｈ ａ ｎ ｓｓｅｆｃ ｅ ｙ
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（ ｅｐＳ ａｅＥ ｐｏａｏ ｅｅｒｈＣ ｎｅ，Ｈ ｒｉ Ｉｓｔｔ ｏ ｅｈｏｏｙ ａｂｎ１０ ８ Ｃ ｉａ Ｄ ｅ ｐｃ ｘ ｌ ｔ ｎＲ ｓａｃ ｅ ｔ ｒｉ ｒ ａｂｎ ｎｔｕｅ ｆ ｃｎ ｌ ，Ｈ ｒｉ ５ ００， ｈｎ ） ｉ Ｔ ｇ
航天器在轨运行管理规范与控制要点与技术规范与安全管理
航天器在轨运行管理规范与控制要点与技术规范与安全管理引言航天器的在轨运行管理是指对卫星、飞船等航天器进行监测、控制和运行状态管理的过程。
在轨运行管理的规范与控制要点与技术规范与安全管理对于保证航天器正常运行、提高任务执行效率和确保航天器和地面工程的安全至关重要。
本文将从轨道控制、通信管理、能量管理和故障排除四个方面展开论述。
一、轨道控制1. 轨道实时监测及调整航天器在轨运行过程中，航天海事部门需通过地面测控系统对其进行轨道实时监测，确保航天器的升降轨道、姿态和位置等参数符合预定要求。
一旦发现轨道偏差，需要及时调整，保持航天器处于预期轨道上。
2. 轨道操控和调整规范在轨道控制中，操作人员应遵循相关规范，按照预定计划执行轨道操控和调整任务。
关键时刻需要做好飞行姿态参数的传递和控制，确保航天器的飞行稳定和精确可控。
3. 轨道数据记录和分析航天器轨道数据的记录与分析是对航天器在轨运行情况进行监测和评估的重要手段。
相关部门需建立完善的轨道数据记录和分析系统，及时收集并分析相关数据，发现潜在问题并处理，提高航天器在轨运行的效率和可靠性。
二、通信管理1. 通信协议和频率规范在轨运行的航天器需要与地面测控系统进行通信，传输各类重要数据和指令。
因此，航天器与地面的通信管理需要明确通信协议和频率规范，确保通信的顺畅和安全。
2. 通信数据质量监测通信数据质量监测是保证与航天器的通信质量的重要手段。
相关部门需建立监测和分析系统，实时监控通信数据的质量，及时发现通信中存在的问题并采取措施解决，以确保通信的可靠性。
3. 遥测数据传输和处理航天器在轨运行过程中会产生大量的遥测数据，为保证数据的完整性和准确性，需要建立高效的数据传输和处理系统。
相关部门应根据数据特性，制定相应的传输和处理方案，确保数据的及时传输和处理质量。
三、能量管理1. 电力系统运行规范航天器的电力系统是航天器在轨运行所必需的能量来源，需符合相关的运行规范。
空间环境对航天器的影响与故障诊断
空间环境对航天器的影响与故障诊断随着人类工业技术的不断发展，航天技术也在不断进步，人类对于太空的探索和利用越来越频繁，而对航天器的环境适应和故障诊断也变得至关重要。
一、空间环境对航天器的影响空间环境对航天器的影响是指宇宙中各种物理和化学因素对于航天器的各种零部件、系统和功能的影响。
具体包括：1. 真空环境：真空环境的存在让宇航员必须要在宇宙空间中通过生命维持系统获得氧气，而且无法利用空气传热和传质，无论是换热系统还是润滑系统都必须完全不依赖空气。
2. 放射环境：宇宙中存在广泛的射线和辐射，它们对于电子元器件和人员的健康都带来了潜在的威胁。
3. 温度环境：宇宙中温度波动范围很大，太阳辐射带来的高温和黑暗地带的极低温都对航天器和宇航员带来了极大的影响。
4. 微重力环境：宇宙中几乎不存在重力，这让人体机能和机械装置的工作机理都发生了重要的改变。
5. 轨道环境：航天器在运行轨道过程中受到空气抵抗和引力等因素的影响，导致轨道位置发生波动。
二、故障诊断的重要性由于航天器需要在极端的环境中运行，而灾难性的故障也同样在太空发生了无数次，因此故障诊断的重要性是不言自明的。
正确的诊断能够迅速找到故障点，采取必要的应对措施，有效提高任务的成功率。
传统的故障诊断方法通常基于物理模型，利用传感器采集参数数据和实时监控，通过比较实际系统表现和标准模型相差的检测值来定位故障和问题。
近年来，随着人工智能、模糊逻辑和深度学习等先进技术的发展，新的故障诊断方法也不断涌现。
机器学习能够通过大量数据学习和辨别机器和系统的作业特性，从而更准确快速地定位问题所在。
三、故障诊断方法1. 物理模型法：物理模型法通常基于现场采集数据来建立航天器物理模型，计算机仿真等方法可以通过模拟故障造成的影响来定位问题。
但缺点是密集的传感器布置和对数据的精准校准。
2. 统计学方法：统计学方法通常基于大量的过往数据或测试数据来建立观测模型和预测模型，利用特定算法分析模型，从而定位航天器的问题。
基于时间序列数据挖掘的航天器故障诊断方法
基于时间序列数据挖掘的航天器故障诊断方法
肇刚;李言俊
【期刊名称】《飞行器测控学报》
【年(卷),期】2010(029)003
【摘要】时间序列方法是数据挖掘技术的一个重要分支,在航天器故障诊断领域具有非常广阔的应用前景.本文在系统研究时间序列数据挖掘技术现状基础上,重点介绍了一种基于时间序列数据挖掘的航天器故障诊断方法,包括确定诊断对象、航天器遥测数据选取、航天器遥测数据再处理、航天器遥测数据时间序列特征表示、航天器故障诊断的时间序列数据挖掘方法执行、挖掘结果的解释与评估、软件系统开发共7个步骤.最后通过卫星实例描述了该方法在航天器故障诊断中的具体应用.【总页数】5页(P1-5)
【作者】肇刚;李言俊
【作者单位】西北工业大学航天学院·陕西西安·710072;西北工业大学航天学院·陕西西安·710072
【正文语种】中文
【中图分类】V574
【相关文献】
1.基于知识推理的航天器自主故障诊断方法 [J], 龚健;杨桦;赵玮;乔磊
2.基于分离策略的航天器多故障模式诊断方法 [J], 金洋;王日新;徐敏强
3.基于航天器故障树的过程性诊断方法研究 [J], 刘帆;张玉锋;李明;李怡
4.基于状态记忆的航天器自主故障诊断方法 [J], 金洋;王日新;徐敏强
5.基于小波神经网络的航天器故障诊断方法 [J], 闻新;史超;方紫帆
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航天器的故障诊断与容错技术
航天器的故障诊断与容错技术在广袤无垠的宇宙中，航天器肩负着探索未知、传递信息等重要使命。
然而，太空环境极其恶劣且复杂，航天器在运行过程中难免会遭遇各种故障。
为了确保航天器的安全可靠运行，故障诊断与容错技术就显得至关重要。
故障诊断技术就像是航天器的“医生”，它能够及时发现航天器潜在的问题，并准确地定位故障源。
航天器中的各类传感器就如同医生的“听诊器”，它们不断收集着航天器的各种状态信息，如温度、压力、电压、电流等。
这些信息被传送到地面控制中心或航天器自身的计算机系统中，通过先进的算法和模型进行分析处理。
一种常见的故障诊断方法是基于模型的诊断。
在航天器设计阶段，工程师们会建立详细的数学模型来描述航天器的正常工作状态和各种可能的故障模式。
当航天器实际运行时，将采集到的数据与模型预测的数据进行对比，如果出现偏差，就意味着可能存在故障。
另一种方法是基于数据驱动的诊断，这种方法不需要事先建立精确的数学模型，而是通过对大量历史数据的学习和分析，挖掘出数据中的潜在规律和特征，从而实现故障诊断。
然而，仅仅能够诊断出故障还远远不够，还需要具备容错技术，以保证航天器在出现故障的情况下仍能正常工作或者至少维持基本的功能。
容错技术可以分为硬件容错和软件容错两大类。
硬件容错方面，常见的方法包括冗余设计。
这就好比在航天器中安装多个相同功能的部件，当其中一个部件出现故障时，其他备用部件能够立即接替工作，确保系统不中断运行。
比如，航天器的关键控制系统可能会采用双备份甚至三备份的方式，以提高可靠性。
此外，还有故障隔离技术，一旦检测到某个部件发生故障，能够迅速将其隔离，防止故障扩散影响到整个系统。
软件容错则更多地关注算法和程序的设计。
比如，采用容错控制算法，即使某些传感器或执行器出现故障，控制系统仍能通过调整控制策略来维持航天器的稳定运行。
还有软件的自修复技术，当软件出现小的错误或漏洞时，能够自动进行修复，而不需要人工干预。
在实际应用中，故障诊断与容错技术往往是相互结合、相辅相成的。
航空航天领域可靠性工程与故障诊断研究
航空航天领域可靠性工程与故障诊断研究航空航天领域是现代科技中最具挑战性和复杂性的领域之一。
航空航天器的安全和可靠性对于人类的生命和财产安全至关重要。
因此，可靠性工程和故障诊断在航空航天领域的研究和发展中具有重要意义。
可靠性工程是一门研究如何增强产品系统的可靠性和稳定性的学科。
在航空航天领域，可靠性工程是确保飞行器在各种极端工作环境和复杂操作条件下依然能够正常运行的核心关键。
通过可靠性工程的方法，可以对飞机、卫星等航空航天器进行可靠性分析和评估，以提高系统的可靠性和故障容忍度。
可靠性工程的主要任务包括可靠性预测、可靠性增长、可靠性验证等。
在航空航天领域的可靠性工程中，首先需要进行可靠性预测和模型建立。
通过对航空航天器的组成部件和系统进行可靠性数据的搜集和分析，可以建立可靠性模型来预测系统的可靠性指标。
这些可靠性模型包括可靠性块图、故障树分析、事件树分析等方法，通过这些模型可以对系统的故障概率、可用性等指标进行预测和评估，为系统设计和运行提供可靠性依据。
其次，在航空航天领域的可靠性工程中，可靠性增长是一个重要的任务。
通过设计和优化各个系统组件和子系统之间的冗余、备份和容错机制，可以提高系统的可靠性水平。
例如，在飞机设计中，常常采用多重冗余系统，以确保出现故障时仍然能够保持正常的飞行。
对于卫星等空天器而言，可以设置备份系统来避免单点故障，增强航天器的可靠性。
另外，可靠性验证也是航空航天领域可靠性工程的重要任务之一。
通过对已建立的可靠性模型进行实际测试和验证，可以验证可靠性模型的准确性和可靠性指标的有效性。
这些验证工作包括飞行测试、地面测试和模拟测试等。
通过这些测试，可以对系统的可靠性进行评估和优化，及时发现和解决潜在的故障问题。
故障诊断是航空航天领域可靠性工程的重要组成部分。
故障诊断旨在通过分析和判断系统故障的原因和位置，从而及时采取措施修复故障，保证系统的可靠运行。
航空航天领域的故障诊断需要借助先进的传感器技术、信号处理技术和人工智能技术。
基于多频H∞最优观测器的航天器故障诊断
、 １ ９ ，． ｏ ２ Байду номын сангаасｏ ３ ．
文 章编号 ：１ ０ — ５ ２２ １ ）３０ ４ —４ ０ ８０ ６ （０ ００ —４ ３０
辽宁工程技术大学学报 （ 自然科学版 ）
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ａ ｎｎ ｅ ｈ ｉａ ｉｅｓｔ （ ｔｒ ｌ ｃｅ ｃ ） ｏ ｒ ａ ｏ ｉｇＴ ｃ ｎｃ ｌ ｏ Ｌｉ Ｕｎｖ ｒｉ ｙ Ｎａｕ ａ ｉｎ ｅ Ｓ
弓 言 Ｉ
随着新 一代 航天 器技 术 的发展 ，对 航天器 姿 态
控 制 系 统 的可 靠 性 和 自主 运 行 能 力 的 要 求 都 有 了 很 大 的提高 ，其 中 自主故 障诊 断技术 是 其他 自主 运 行 技术 的基 础 。因此 ，研 究航 天器姿 态控 制 系统 的 智 能故 障诊 断技 术具 有重 要意 义 。 近 ３ ０年 来 ， 国内外许 多 学者 一直对 传感 器 故 障 诊断 问题 保持 关注 ，提 出 了多种传 感器 故 障诊 断 方 法 ：文 献 ［—】 用奇 偶空 问法 诊 断和 分离传 感器 １２采 故障， 文献 ｆ】 ３基于 自适 应参 数估 计诊 断和 识 别传 感 器 故障信 号 。文献 【】 用 二阶 Ｋａ ｎ状 态估 计 ， ４采 ｌ ｍａ 利用 星敏 感器 测量 信 息纠 正陀 螺测 量故 障 。 受文 献 ［．］ ５６启发 ，基 于 Ｈ 最 优控 制 思想 ，将 故 障诊 断 问题转 化 为标 Ｈ 最优 控 制器 设 计 问题 。 该 方法依 据 故障频 率 ，使用 输入 测试 信 号设计 多组
２１ ０ ０年 ６月
Ｊ ｎ． ２ ０ ｕ ０ｌ
基 于多频 Ｈ 。 。 最优观测器 的航天器 故障诊 断
基于时间序列数据挖掘的航天器故障诊断方法
第29卷 第3期2010年6月 飞行器测控学报Journal of Spacecraft TT&C T echnology Vol.29 No.3J un.2010基于时间序列数据挖掘的航天器故障诊断方法3肇 刚,李言俊(西北工业大学航天学院・陕西西安・710072)摘 要:时间序列方法是数据挖掘技术的一个重要分支,在航天器故障诊断领域具有非常广阔的应用前景。
本文在系统研究时间序列数据挖掘技术现状基础上,重点介绍了一种基于时间序列数据挖掘的航天器故障诊断方法,包括确定诊断对象、航天器遥测数据选取、航天器遥测数据再处理、航天器遥测数据时间序列特征表示、航天器故障诊断的时间序列数据挖掘方法执行、挖掘结果的解释与评估、软件系统开发共7个步骤。
最后通过卫星实例描述了该方法在航天器故障诊断中的具体应用。
关键词:航天系统工程;航天器;时间序列;数据挖掘;故障诊断中图分类号:V574文献标识码:A文章编号:167425620(2010)0320001205Spacecraft F ault Diagnosis Method B ased onTime Series Data MiningZHAO Gang,L I Yan2jun(School of Astronautics,Nort hwestern Polytechnical University,Xi’an,Shaanxi Province710042)Abstract:As a key field in data mining technology,time series data mining has a great prospect for application in spacecraft fault diagnosis.Based on systematical study of the present status of time series data mining technology,a new fault diagnosis method of spacecraft based on time series data mining is presented.The program development procedure consists of seven steps including diagnosis object identification,spacecraft telemetry parameter selection, reprocessing time series property clarification,representation of time series signatures of spacecraft telemetry data, execution of fault diagnosis time series data,estimation and interpretation of data mining result and software system development.Finally,a specific application of the method is given.K eyw ords:Space System Engineering;Spacecraft;Time Series;Data Mining;Fault Diagnosis0 引 言从1957年第一颗人造地球卫星上天以来,全世界发射的航天器有5000多颗,其中人造地球卫星数量占航天器的90%以上。
航空航天工程师的航天器维修与检测
航空航天工程师的航天器维修与检测航空航天工程师作为航天器的设计、制造和维护的专家，承担着确保航天器正常运行的重任。
航天器的维修和检测是航空航天工程师职责中的关键一环。
本文将探讨航天器维修和检测的重要性，并介绍一些常用的维修和检测方法。
一、航天器维修的重要性在航天器的运行过程中，由于环境和使用条件的复杂性，航天器可能会出现各种故障和损坏。
及时有效的维修是确保航天器性能和可靠性的关键因素。
1. 保证航天器的可靠性和安全性航天器的维修通过及时修复打破航天器正常运行的故障，保证了其可靠性和安全性。
维修可以对受损和磨损的零部件进行更换或修复，确保航天器的各项功能正常运行。
2. 增加航天器的使用寿命通过维修，航天器的生命周期可以得以延长。
及时处理航天器的问题，修复或更换受损部分，可以避免进一步的损害并保持航天器的性能。
3. 优化航天器性能维修过程中，航空航天工程师有机会对航天器进行升级和改进，以提高其性能。
例如，可以利用新技术和材料来代替陈旧的部件，提升航天器的功能和效率。
二、航天器维修方法航天器维修的方法和技术包括了一系列的步骤和程序。
以下是一些常用的航天器维修方法：1. 故障诊断在航天器出现故障时，首先需要进行故障诊断。
航天工程师会利用各种测试设备、仪器和技术来检测出故障的原因和位置。
这有助于确保维修的准确性和高效性。
2. 维修计划制定根据故障诊断结果，航空航天工程师制定维修计划。
这包括确定所需的材料、工具和人力资源，以及制定详细的维修步骤和时间表。
3. 零部件更换与修复根据维修计划，航空航天工程师会对受损或故障的零部件进行更换或修复。
这可能涉及到对航天器的拆卸和组装，以及对零部件进行测试和调整。
4. 故障修复与测试维修后，航空航天工程师会对航天器进行全面的测试，确保其功能和性能回归正常。
这可以通过地面测试和模拟环境中的测试来完成。
三、航天器检测方法除了维修，航天工程师还负责航天器的定期检测。
通过检测，可以及时发现潜在的问题，预防故障的发生。
航天器故障状态诊断和上行数据验证方法
航天器故障状态诊断和上行数据验证方法
杨天社;杨萍;董小社;黄永宣
【期刊名称】《计算机测量与控制》
【年(卷),期】2008(16)8
【摘要】基于遥测参数静态阈值的航天器故障状态诊断是目前普遍采用的方法,因缺乏验证平台地面系统难以保证上行数据正确;分析了参数静态阈值法的局限,研究了基于状态动态属性的航天器故障状态诊断方法,提出了通过建立仿真平台验证上行数据方法;方法已用于航天器实际测控,状态动态属性方法使航天器故障状态诊断更加准确,根据提出的上行数据验证方法建立的平台多次检查出了上行数据中的错误,提高了航天器控制的可靠性.
【总页数】3页(P1057-1058,1061)
【作者】杨天社;杨萍;董小社;黄永宣
【作者单位】西安卫星测控中心,陕西,西安,710043;西安交通大学,陕西,西
安,710049;西安交通大学,陕西,西安,710049;西安交通大学,陕西,西安,710049【正文语种】中文
【中图分类】TP206
【相关文献】
1.基于单故障叠加的航天器故障数据仿真方法 [J], 徐冰霖;李战怀
2.广播电视卫星上行站信号监测及故障排查方法探析 [J], 张晓
3.红外线轴温探测系统故障状态诊断方法 [J], 朱文龙;璩泽刚
4.基于故障注入技术的航天器系统级软件测试方法研究 [J], 幺飞;时光;富小薇
5.一种故障干扰解耦的航天器主动容错控制方法 [J], 宗群;杨希成;张秀云;刘文静因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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航天器故障诊断技术方法
近年来，随着卫星技术的发展，航天器的结构和任务需求日益复杂，其复杂系统的故障诊断一直是当前研究的热点。
研读了几篇关于航天器故障诊断的论文后，我对相关领域有了更细致的了解。
航天器的故障诊断技术随着航天器的发展而拥有多年历史。
从1957年前苏联发射第一颗人造卫星开始，最初的第一代航天器控制系统结构和功能都很简单，只能控制航天器的姿态。
控制器也一般都采用模拟电路，工作寿命比较短，控制精度比较差。
第二代航天器控制系统一般都采用了星载数字计算机，同时具有姿态控制和轨道控制功能。
系统的方案设计中广泛采用现代控制理论和方法，并采用了高精度姿态敏感器、动量交换式控制系统和地磁姿态控制技术以满足高精度和长寿命的要求，故障诊断技术也得到很大发展。
第三代航天器导航、制导和控制系统是应星际飞行和载人航天的需要而产生的，具有全部制导、导航和控制功能，还具有故障诊断和系统重构的功能。
系统关键部件有多重冗余，有自诊断和自主重构的能力，满足飞船对GNC系统的安全性、可靠性要求，做到“一个故障工作，两个故障安全”。
通过对国内外故障诊断历史的分析研究，可以总结出航天器故障诊断的部分主要方法如下：
1.基于信号处理的故障诊断方法。
该方法是诊断领域应用较早的方法之一，主要采用阈值模型。
信号分析采用较多的主要有时域、频域、幅值、时-频域特性分析等。
信号处理方法主要有：峰值、均方根值、波峰系数、波形系数、偏斜度指标等参数分析，相关分析法，包络分析法，最大熵谱法，倒频谱法，同步信号平均法，自回归谱分析法，小波分析，分形分析等。
信号分析方法是其它诊断方法的基础。
2.基于规则的专家系统诊断方法。
基于规则的方法又称产生式方法，早期的故障诊断专家系统都是基于规则的，这些规则是从专家的经验中总结出来，用来描述故障和征兆的关系。
该方法的优点是知识表示简单、直观、形象、方便，使用直接的知识表示和相对简单的启发式知识，诊断推理速度快；要求数据的存储空间相对较小；易于编程和易于开发出快速原型系统。
缺点是知识库覆盖的故障模式有限，对未出现过的和经验不足的故障诊断就显得无能为力；当知识库中没有相应的与征兆匹配的规则时，易造成误诊或诊断失败。
3.基于故障树的诊断方法。
故障树是一种体现故障传播关系的有向图，它以诊断对象最不希望发生的事件作为顶事件，按照对象的结构和功能关系逐层展开，直到不可分事件(底事件)为止。
它的优点是能够实现快速诊断；知识库很容易动态修改，并能保持一致性；概率推理可在一定程度上被用于选择规则的搜寻通道，提高诊断效率；诊断技术与领域无关，只要相应的故障树给定，就可以实现诊断。
缺点是由于故障树是建立在元件联系和故障模式分析的基础之上的，因此不能诊断不可预知的故障；诊断结果严重依赖故障树信息的完全程度。
4.基于神经网络的诊断方法。
从映射的角度分析，故障诊断的实质是建立从征兆到故障源的映射过程。
人工神经网络的优点是高度非线性、高度容错和联想记忆等。
但是，人工神经网络应用于故障诊断也存在许多不足，诊断方法属“黑箱”方法，不能揭示出系统内部的一些潜在关系，无法对诊断过程给予明确解释。
网络训练时间较长，并且对未在训练样本中出现的故障无诊断能力，甚至得出错误诊断结论，这些都增加了神经网络在实际应用中的困难。
5.基于模型的故障诊断方法。
基于模型的故障诊断方法又称为基于深知识的诊断方法。
该方法既可解决知识获取的瓶颈问题和知识库维护困难的问题，又能提高诊断的精确性，因此该方法正被逐步进行深入研究。
基于模型的知识表示方法有利于缓解航天器系统在故障诊
断方面历史经验不足的困难。
它的优点是可以诊断未预知的故障，不需要历史的经验知识。
缺点是由于使用系统仿真模型，模型较为复杂庞大，诊断速度慢；对模型精度的依赖性较强，只要实际系统和所建立的数学模型稍有不同，在检测条件下的任何模型的不确定性因素都可能导致错误的报警。
目前采用定性模型和多信号建模可以克服定量模型的缺点，成为国外研究的热点。
航天器的故障诊断技术方法多种多样，其中基于模型的诊断研究给我留下了深刻印象。
在基于模型的诊断中，利用系统的内部结构、行为或功能模型来预测系统行为，并将这些模型预测值与系统观测值进行比较。
如果预测值与观测值一致，则说明系统工作正常；如果不一致，有差异存在，则利用这些差异来搜索那些可使预测模型与观测值相一致的各种可能行为的状态假设，这些状态假设就是基于模型诊断中的诊断解。
基于模型诊断的方法分为定量模型和定性模型两种，还有把两者相结合的方法。
其中，建立定性模型的过程可分为四个步骤：知识获取，范围定义，模型创建和模型测试。
基于模型的诊断系统能够快速、有效地诊断出系统的各种故障，及时确定出故障组件所处的状态，减少不必要的损失。
利用系统的定性模型实现自主诊断也是未来航天器故障诊断领域的主要研究方向。
世界许多先进国家已在此方面取得了很大成效，我们认为应该抱着积极的态度，借鉴国外在航天领域的故障诊断技术，结合实际需要，将技术开发并应用到我国的航天领域，对于一个技术系统，提前做出研究、开发和应用的决策是十分有益的。