空間碎片正嚴(yán)重威脅著航天器的在軌運(yùn)行,空間碎片撞擊航天器的平均速度超過(guò)10km/s,這樣的超高速撞擊過(guò)程,一旦發(fā)生就可以輕易穿透航天器防護(hù)結(jié)構(gòu)。輕則致使航天器局部失效、功能降階,重則發(fā)生整星解體機(jī)毀人亡。進(jìn)行空間碎片環(huán)境下的航天器生存力評(píng)估,對(duì)于任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和任務(wù)規(guī)劃都有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。為提高的航天器生存力評(píng)估結(jié)果適用性,本文針對(duì)確定部件失效到系統(tǒng)生存力的風(fēng)險(xiǎn)傳遞過(guò)程進(jìn)行模型搭建與算法推理研究,并結(jié)合故障診斷與預(yù)測(cè)方法,提出了基于模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的航天器生存力評(píng)估專家系統(tǒng)的研究方法。為建立更完善的系統(tǒng)易損性分析模型,本文開(kāi)發(fā)了航天器生存力評(píng)估的專家系統(tǒng),系統(tǒng)中專家知識(shí)即為航天器部件易損性到系統(tǒng)易損性的風(fēng)險(xiǎn)傳遞模型化知識(shí),通過(guò)專家知識(shí)推理即可完成目標(biāo)航天器系統(tǒng)易損性模型搭建和生存力評(píng)估。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了人機(jī)交互界面、基于故障樹(shù)模型的知識(shí)獲取機(jī)、基于產(chǎn)生式規(guī)則的知識(shí)表達(dá)以及結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)完成了知識(shí)的存儲(chǔ)。為解決原有故障樹(shù)法計(jì)算過(guò)程復(fù)雜、單向推理、精確度差等問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)了基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的專家知識(shí)推理機(jī)。完成空間碎片撞擊下的部件易損性定義即可激活推理機(jī),基于故障樹(shù)的知識(shí)模型映射完成有向無(wú)環(huán)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造,并完成有向邊的條件概率表定義,即可開(kāi)始貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的雙向概率推理,因果推理獲得分系統(tǒng)、系統(tǒng)失效和系統(tǒng)生存力的全概率推理結(jié)果,診斷推理求得后驗(yàn)概率表征底事件失效的系統(tǒng)影響程度。由于生存力評(píng)估的“二態(tài)”性和風(fēng)險(xiǎn)傳遞過(guò)程條件概率不確定性問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)了基于模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)推理的生存力評(píng)估方法。結(jié)合航天器FMECA提出了系統(tǒng)易損性的等級(jí)評(píng)價(jià)和航天器生存力指數(shù)評(píng)價(jià),完善了生存力評(píng)估表征,并在推理時(shí)將貝葉斯網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)參數(shù)的專家經(jīng)驗(yàn)自然語(yǔ)言表述進(jìn)行模糊概率處理,建立模糊概率與易損性等級(jí)的模糊概率矩陣,通過(guò)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)推理,得到精確度更高的航天器多態(tài)生存力評(píng)估結(jié)果。針對(duì)以上設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了軟件開(kāi)發(fā),采用Visual Studio 6.0作為專家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái),后臺(tái)數(shù)據(jù)管理采用SQL Server 2014,在Matlab 2016a進(jìn)行了兩種推理算法的開(kāi)發(fā)計(jì)算。分析結(jié)果與經(jīng)典生存力算法結(jié)果一致,證明了本文提出的生存力算法的正確性。該方法提供了高效的航天器生存力評(píng)估方案,不僅兼容空間碎片撞擊下的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,也兼容多種損傷機(jī)理的評(píng)估,具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V528
【部分圖文】：

圖 1-1 MSCSurv 軟件評(píng)估流程歐盟國(guó)家開(kāi)展了名為 FP7（即所謂“第七框架計(jì)劃”）的科技開(kāi)發(fā)計(jì)劃，ReVus 計(jì)劃與 P2-RO-TECT 均為關(guān)于面臨空間碎片環(huán)境的航天器易損性分計(jì)劃。ReVus 計(jì)劃是針對(duì)<0.1cm、1cm~10cm 級(jí)空間碎片對(duì)于 LEO 軌道傷情況以及撞擊風(fēng)險(xiǎn)分析，這種碎片對(duì)于在軌飛行器既既無(wú)法跟蹤定位、又能在高速撞擊情況下對(duì)衛(wèi)星造成巨大損傷[12-13]。

圖 1-1 MSCSurv 軟件評(píng)估流程名為 FP7（即所謂“第七框架計(jì)劃”）的-RO-TECT 均為關(guān)于面臨空間碎片環(huán)境的劃是針對(duì)<0.1cm、1cm~10cm 級(jí)空間碎片風(fēng)險(xiǎn)分析，這種碎片對(duì)于在軌飛行器既既情況下對(duì)衛(wèi)星造成巨大損傷[12-13]。

圖 1-4 MORAS 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估軟件流程圖分析研究現(xiàn)狀SA 等航天器研究機(jī)構(gòu)對(duì)國(guó)際空間站的內(nèi)部部件，進(jìn)了高速撞擊下多種部件包括太陽(yáng)電池陣、蓄電池組的不同參數(shù)的撞擊毀傷情況、目標(biāo)損傷機(jī)理與部件歐空局 Schafer F.，Ryan S.等人發(fā)表了關(guān)于航天器程（BLE），其中 SRL（Sch fer-Ryan-Lambert）方e 防護(hù)結(jié)構(gòu)的撞擊極限判斷[26]。P7 項(xiàng)目中，還進(jìn)行了航天器關(guān)鍵部件易損性的評(píng)估纜進(jìn)行了超高速撞擊試驗(yàn)如圖 1-5 所示，包括常規(guī)射頻電纜。在試驗(yàn)期間，所有電纜都在其標(biāo)準(zhǔn)工況線路傳輸造成的干擾。觀察到兩種物理失效機(jī)制對(duì)電纜，在高速撞擊下因外層屏蔽融化熔融和鋁蒸發(fā)撞擊碎片使線束彎曲，在電纜傳輸之間產(chǎn)生短路。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳淑鑫;李敬有;張凌宇;;模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)融合多傳感器故障信息可靠性方法[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2016年14期

2 楊銘;鄭寇全;雷英杰;;基于直覺(jué)模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的不確定性推理方法[J];火力與指揮控制;2015年03期

3 康長(zhǎng)青;郭立紅;羅艷春;王心醉;;基于模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的態(tài)勢(shì)威脅評(píng)估模型[J];光電工程;2008年05期

4 顧潮琪;張才坤;周德云;馮琦;;基于直覺(jué)模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)多態(tài)系統(tǒng)可靠性分析[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2014年05期

5 賈松敏;王成富;徐濤;張鵬;;基于模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)算法的智能輪椅避障[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2016年05期

6 史志富;郭曜華;;機(jī)載光電系統(tǒng)目標(biāo)威脅估計(jì)的模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)方法[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2011年11期

7 林焰;杜錦濤;黃紫林;丁為建;;基于多模塊模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的恐怖襲擊事件量化分析[J];數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí);2019年16期

8 趙彬;周中良;阮鋮巍;穆中林;;基于灰色模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)算法的編隊(duì)突防作戰(zhàn)效能評(píng)估方法[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2017年S1期

9 陳瑞;黃建文;;基于模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的工程項(xiàng)目進(jìn)度完工概率分析[J];水電能源科學(xué);2018年06期

10 董艷;闞樹(shù)林;;基于模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的汽車(chē)軟關(guān)系統(tǒng)可靠性研究方法和優(yōu)化[J];系統(tǒng)科學(xué)與數(shù)學(xué);2017年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 李國(guó)厚;導(dǎo)電結(jié)構(gòu)渦流/超聲檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)的研究[D];浙江大學(xué);2011年

2 翟勝;基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜系統(tǒng)可靠分析方法研究與應(yīng)用[D];天津工業(yè)大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 耿秋;基于模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的航天器生存力評(píng)估專家系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

2 劉凱辛;基于模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的海底管道泄漏事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[D];哈爾濱理工大學(xué);2018年

3 王成富;基于模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的全向智能輪椅避障[D];北京工業(yè)大學(xué);2016年

4 史永紅;基于推理和模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的回轉(zhuǎn)窯故障診斷方法研究[D];燕山大學(xué);2016年

5 黃東平;基于模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的食品安全控制知識(shí)推理模型的研究[D];華南理工大學(xué);2010年

6 張恩營(yíng);基于模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的港口船舶溢油風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[D];大連海事大學(xué);2015年

7 楊婷;模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)在電信客戶流失分析中的研究與應(yīng)用[D];廣東工業(yè)大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2815209