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公开(公告)号：CN119512177A
公开(公告)日：2025-02-25
申请号：CN202411477933.X
申请日：2024-10-22
Applicant: 北京空间飞行器总体设计部
IPC: G05D1/49 , G05D1/46 , G05D101/10 , G05D109/20
Abstract: 本发明公开了一种基于可诊断性的航天器故障诊断测量数据自主优选方法，包括：得到航天器控制系统的状态方程；根据航天器控制系统的状态方程构建系统动态表达式；根据系统动态表达式，构建由诊断测量数据决定的系统动态表达式；根据由诊断测量数据决定的系统动态表达式，得到诊断测量数据组合对应的随机特征；根据诊断测量数据组合对应的随机特征，得到诊断测量数据组合对应的可诊断性分析结果；根据诊断测量数据组合对应的可诊断性分析结果，得到诊断测量数据自主筛选逻辑；根据诊断测量数据自主筛选逻辑得到最优诊断测量数据组合。本发明通过减少诊断所需处理的数据量，有效降低故障诊断计算量，实现航天器诊断测量数据的自主优选。
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公开(公告)号：CN119472590A
公开(公告)日：2025-02-18
申请号：CN202411512748.X
申请日：2024-10-28
Applicant: 北京空间飞行器总体设计部
IPC: G05B23/02
Abstract: 一种基于概率不变空间的航天器故障诊断方法，首先，建立航天器系统离散状态空间模型；接着，注入故障模式得到估计观测数据；根据等价空间模型消除未知概率分布的状态量，获得估计观测量的残差矩阵，计算各故障模式下的估计均值和协方差矩阵；然后，在航天器在轨运行时，根据等价空间模型得到在轨观测量残差矩阵的均值和协方差矩阵；接着，根据估计均值、协方差矩阵和在轨均值、协方差矩阵，得到在轨运行数据和各故障模式估计数据概率分布的K‑L散度；最后，根据K‑L散度识别航天器在轨运行时概率密度最接近的故障模式完成故障诊断。本发明应用于航天器在轨故障诊断时仅通过对比观测数据的概率分布差异，降低了故障诊断算法的复杂程度。
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公开(公告)号：CN119472277A
公开(公告)日：2025-02-18
申请号：CN202411512746.0
申请日：2024-10-28
Applicant: 北京空间飞行器总体设计部
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种基于控制能量区间划分的航天器自主重构方法，首先，基于剩余有效因子描述执行器的失效故障并得到对应的系统构型；然后，通过可镇定判据确定可镇定故障集，设置控制能量代价函数与容许的代价上限，以此确定最低剩余有效因子的组合及可重构故障集；其次，对控制能量代价函数值域进行区间划分并获得一系列可重构故障子集；再次，针对每一个可重构故障子集进行正常与故障模式一体化设计，形成一个主被动结合重构控制库；最后，设计一个决策模块，使每一个故障子集唯一对应控制库中某个控制律。该发明兼具被动重构方法的低运算复杂度以及主动重构方法的低控制能耗。
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公开(公告)号：CN116956458B
公开(公告)日：2024-10-25
申请号：CN202310761247.4
申请日：2023-06-26
Applicant: 北京空间飞行器总体设计部
IPC: G06F30/15 , G06F30/20 , G06F119/02
Abstract: 一种航天器可重构性的表征、判定和量化方法，首先，对航天器故障模式集和资源配置包络进行了分析，建立了系统状态方程；然后，对重构目标进行了逐层分解，给出了统一框架下重构目标的数学表达；在此基础之上，建立了资源配置到重构目标的映射关系，得到了反映该映射关系的可重构性矩阵，实现了系统重构能力的数学表征；基于可重构性矩阵的行列式分析，确定了资源配置到重构目标映射关系的连通性，实现了系统重构能力的准确判定；基于可重构性矩阵的最小特征值分析，衡量了将资源配置映射到重构目标的难易程度，进而建立了可重构度指标体系，实现了系统重构能力的完备量化，为空间飞行器实现自主重构提供定量依据。
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公开(公告)号：CN116880545A
公开(公告)日：2023-10-13
申请号：CN202310763747.1
申请日：2023-06-26
Applicant: 北京空间飞行器总体设计部
IPC: G05D1/10
Abstract: 面向可诊断性可重构性量化的闭环系统极限能力确定方法，属于航天器总体技术领域。首先，建立航天器控制系统的状态空间模型以建立标称系统的传递函数模型；然后，对标称系统传递函数模型进行左右互质分解；其次，构建航天器故障模式集并建立不同故障下系统的传递函数模型；接着，挖掘航天器在长期运行过程中资源配置的在轨变化规律，基于资源配置的在轨变化规律确定当前系统参数，由此更新故障模型；确定航天器当前可处理的最大故障的传函范数边界以确定系统当前可处理的故障模式包络。本发明量化了系统闭环反馈机制对抗故障的最大能力，揭示了闭环系统对故障的极限能力。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111240207A
公开(公告)日：2020-06-05
申请号：CN202010071067.X
申请日：2020-01-21
Applicant: 北京空间飞行器总体设计部
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种适用于航天器平台系统的可重构性设计方法，属于航天器总体技术领域。包括如下步骤：建立执行器失效故障情况下能量及时间受限系统的状态空间模型；基于任务需求与安全要求，设定航天器在单位能耗下必须可恢复的最小状态包络，确定给定能量与时间约束下的系统可恢复状态域与系统结构参数之间的关系；根据可恢复状态域的内、外切椭球，建立航天器可重构性量化指标——可重构度与系统结构参数之间的关系；基于可重构性量化指标与系统结构参数之间的关系，以控制机构的安装参数为变量、以系统可重构度为目标函数，对航天器控制机构的安装构型进行优化。
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公开(公告)号：CN111177951A
公开(公告)日：2020-05-19
申请号：CN202010071106.6
申请日：2020-01-21
Applicant: 北京空间飞行器总体设计部
Abstract: 一种航天器可重构性评价方法，属于航天器总体技术领域，综合考虑时间约束、性能下降程度、各向重构能力分布以及可靠性下降影响。首先，给出了一种基于积分二次型函数的评价指标形式；然后，通过对指标内的权值矩阵进行详细设计，将系统的重构能力分布情况与故障引起的可靠性下降影响引入评价指标；最后，通过仿真实例，验证了本专利所提评价方法的有效性和正确性。本发明专利综合考虑了能量有限、时间受限、干扰影响等限制约束问题，更加贴近于工程实际背景，可以使设计人员了解系统在实际性能约束下的真实重构能力大小。
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公开(公告)号：CN111169666A
公开(公告)日：2020-05-19
申请号：CN202010059763.9
申请日：2020-01-19
Applicant: 北京空间飞行器总体设计部
IPC: B64G99/00
Abstract: 一种可恢复状态域的受限系统可重构性包络确定方法，属于空间技术领域。本发明通过理论分析与仿真验证，能够在时间与能量的约束条件下，给出航天器系统的最大可重构性包络，对受限系统实现可重构性的量化分析，并可用于优化航天器系统配置和容错控制算法，实现航天器系统健康状态的在轨监测与故障的自主处理，提升航天器系统的自主重构能力。本发明专利与现有方法相比，利用精细积分算法进行航天器系统可重构性包络的求解，具有精度高、计算量小、易于实现等优势，在实际应用中具有足够的灵活性与适用性。
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公开(公告)号：CN119514010A
公开(公告)日：2025-02-25
申请号：CN202411477934.4
申请日：2024-10-22
Applicant: 北京空间飞行器总体设计部
IPC: G06F30/15 , G06F17/16 , G06F17/11 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种基于诊断能力定量表征的航天器解析冗余自主挖掘方法，属于航天器总体技术领域。首先，根据航天器控制系统的状态方程构建系统输入输出表达式；然后，构建不同测量通道组合的系统输入输出表达式及其等价表达式；接着，给出不同测量通道组合的系统等价输入输出的随机特征，并在此基础上给出基于系统动力学模型的解析冗余判据；其次，基于航天器测试数据构建测试数据矩阵并给出基于测试数据的解析冗余判据；最后，给出航天器解析冗余综合判据，实现航天器解析冗余自主挖掘。该发明可用于航天器自主挖掘解析冗余，提升航天器自主故障诊断的能力，为实现航天器自主故障诊断提供解决方案。
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公开(公告)号：CN119475719A
公开(公告)日：2025-02-18
申请号：CN202411512744.1
申请日：2024-10-28
Applicant: 北京空间飞行器总体设计部
Abstract: 一种航天器自主诊断重构的轻量化数据模型自适应构建方法，首先，构建故障模式集并得到与之关联的遥测参数集；然后，整理、收集遥测参数的历史数据样本，基于傅里叶变换分析遥测参数周期性规律并确定可数据建模的遥测参数子集；其次，对样本按周期项、趋势项和随机项进行分解；接着，对历史数据样本的周期项进行统计分析，确定周期中每一时刻的数据，作为周期数据模板；最后，采用ARIMA方法对趋势项进行自适应拟合，构建趋势项表征模型，并与周期项、趋势项按时刻进行叠加，形成最终的数据模型。该发明相比于当前主流的基于深度学习的建模方法，数据模型更加轻量，且建模难度更低，适用于由海量遥测参数表征的航天器的数据建模工作。
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