文档介绍：工学硕士学位论文
基于定性模型的卫星姿轨控制系统
故障诊断方法的研究
THE RESEARCH ON SATALLITE ATTITUDE & ORBIT
CONTROL SYSTEM DIAGNOSIS BASED ON
QUALITATIVE MODEL
孙亮
哈尔滨工业大学
2009年6月
国内图书分类号:TP206 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:
工学硕士学位论文
基于定性模型的卫星姿轨控制系统
故障诊断方法的研究
硕士研究生:孙亮
导师:徐敏强教授
申请学位:工学硕士
学科、专业:一般力学与力学基础
所在单位:飞行器动力学与控制研究所
答辩日期:2009 年 6 月 29 日
授予学位单位:哈尔滨工业大学
Classified Index: TP206
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Dissertation for the Master Degree in Engineering
THE RESEARCH ON SATALLITE ATTITUDE & ORBIT
CONTROL SYSTEM DIAGNOSIS BASED ON
QUALITATIVE MODEL
Candidate: Sun Liang
Supervisor: Prof. Xu Minqiang
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
General and Foundamental
Specialty:
Mechanics
Department of Space Engineering and
Affiliation:
Mechanics
Date of Defence: June, 2009
Degree Conferring Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
随着卫星系统日趋复杂化、自动化,部件故障带来的危害愈加严重,使得故
障诊断的作用越来越重要,这就给故障诊断技术提出了更高的要求。本文主要研
究基于定性模型的卫星姿轨控制系统的故障诊断方法,其目的是为建立具有可视
化好,实用性强的卫星控制诊断系统提供新的技术途径,以克服定量模型计算复
杂、不便应用的缺陷,克服传统的基于规则方法知识获取困难和灵活性差的缺
点。主要研究内容包括以下几个方面:
首先,选取了 Livingstone 系统作为定性模型的故障诊断引擎,深入分析了模
型的诊断形式,研究了模型诊断引擎的推理技术,并对模型的诊断过程进行了详
细的分析和设计。
其次,结合卫星姿轨控制系统的实际诊断问题,对建模过程做了合理的设
计,确立了建模的主体策略,提出了经验知识的定性表述方法,并对可靠性分析
在定性模型中的应用进行了深入的研究。之后,建立了卫星姿轨控制系统在各个
工作模式下的故障诊断定性模型,并将这些模型集成为全工作模式下的故障诊断
定性模型。
然后,为了能够准确的提供故障诊断结果,对模型的可诊断性问题进行了深
入的研究,给出了一种模型可诊断性的判定方法,并选取了合理的检验模型工具
实现了模型可诊断性的验证。之后,对各部件建立了合理的故障场景,并对验证
结果进行深入的分析。
最后,以提高故障的可预测性为目的,对地球同步卫星在同步轨道下运行的
姿态控制系统进行了建模,对控制系统中几种典型的故障类型进行划分,依据工
程经验和参考资料合理设置模型中部件的故障。对系统进行数值仿真,通过定性
分析飞轮转速的变化来定位故障源,从而预测突发性故障的发生。
关键词故障诊断;姿轨控制系统;定性模型;经验知识
- I -
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
With the plexity and automation of satellite system, the harmful
effects of the ponents is more serious, so the fault diagnosis plays an
increasingly important role, and the high reque