本文關(guān)鍵詞：微納衛(wèi)星自主健康狀態(tài)評估方法研究

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【摘要】：微納衛(wèi)星以微電子技術(shù)為基礎(chǔ),具有體積小、功耗低、質(zhì)量輕、成本低、風(fēng)險(xiǎn)小、開發(fā)周期短等特點(diǎn)。微納衛(wèi)星星上器件多采用工業(yè)級、商品化元器件,易受到空間環(huán)境的影響,如太陽輻射、單粒子事件等。微納衛(wèi)星軌道多為低地球軌道,受地面測控站的數(shù)量及測控覆蓋范圍的限制,微納衛(wèi)星在軌運(yùn)行期間每天過頂時(shí)間有限,導(dǎo)致地面測控人員無法及時(shí)監(jiān)測并處理星上故障,衛(wèi)星在軌故障可能影響衛(wèi)星在軌任務(wù)正常開展甚至造成災(zāi)難性后果。研究微納衛(wèi)星自主健康狀態(tài)評估方法不僅可實(shí)現(xiàn)微納衛(wèi)星在軌狀態(tài)監(jiān)測與故障處理,同時(shí)也可為地面測試、篩選工作提供參考依據(jù)。針對微納衛(wèi)星層次結(jié)構(gòu),微納衛(wèi)星健康狀態(tài)評估需實(shí)現(xiàn)對部件、分系統(tǒng)、整星級三級狀態(tài)評估。以Petri網(wǎng)理論為基礎(chǔ),結(jié)合微納衛(wèi)星健康狀態(tài)信息產(chǎn)生、傳播特點(diǎn),建立微納衛(wèi)星健康狀態(tài)評估Petri網(wǎng)模型,給出了數(shù)學(xué)描述。微納衛(wèi)星健康狀態(tài)評估Petri網(wǎng)模型以微納衛(wèi)星最小可評估單元健康狀態(tài)為輸入,以良好、正常、一般、惡化、病態(tài)五級健康等級形式描述微納衛(wèi)星各層次單元健康狀態(tài)的變化趨勢。基于Petri網(wǎng)的微納衛(wèi)星健康狀態(tài)評估模型能夠直觀描述微納衛(wèi)星層次結(jié)構(gòu),反映部件、系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)以及微納衛(wèi)星系統(tǒng)的健康推理關(guān)系。所建立微納衛(wèi)星健康狀態(tài)評估Petri網(wǎng)模型是無沖突、無死鎖的純網(wǎng),通過健康狀態(tài)評估Petri網(wǎng)的刪除、插入及合成運(yùn)算可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模塊化建模。為反映衛(wèi)星系統(tǒng)、部件間聯(lián)系,使得健康狀態(tài)評估結(jié)果更加合理,在微納衛(wèi)星健康狀態(tài)評估Petri網(wǎng)模型中,引入了健康等級、權(quán)值、置信度等模型參數(shù),并分析了健康狀態(tài)評估實(shí)現(xiàn)過程中健康狀態(tài)評估指標(biāo)無量綱化處理方法、健康狀態(tài)評估模型各層次權(quán)值的確定方法、微納衛(wèi)星健康狀態(tài)等級的確定方法以及置信度的影響因素等。最后,以紫丁香二號微納衛(wèi)星為研究對象,建立了健康狀態(tài)評估Petri網(wǎng)模型;利用在軌遙測數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了紫丁香二號衛(wèi)星的健康狀態(tài)評估工作,驗(yàn)證了所建立的健康狀態(tài)評估Petri網(wǎng)模型的正確性。
【關(guān)鍵詞】：微納衛(wèi)星 健康狀態(tài)評估 Petri網(wǎng) 模型參數(shù) 紫丁香二號
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V474
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析11-17
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 自主健康狀態(tài)評估方法研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3 主要研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)17-19
• 第2章 Petri網(wǎng)基本理論19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 Petri網(wǎng)簡介19-25
• 2.2.1 Petri網(wǎng)基本概念19-22
• 2.2.2 庫所/變遷系統(tǒng)22
• 2.2.3 高級Petri網(wǎng)22-25
• 2.3 Petri網(wǎng)動態(tài)性質(zhì)25-27
• 2.3.1 可達(dá)性25
• 2.3.2 有界性25-26
• 2.3.3 活性26
• 2.3.4 可覆蓋性26
• 2.3.5 沖突26-27
• 2.4 Petri網(wǎng)分析方法27-30
• 2.4.1 可達(dá)標(biāo)識圖與可覆蓋樹27-28
• 2.4.2 關(guān)聯(lián)矩陣與狀態(tài)方程28-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 基于Petri網(wǎng)的微納衛(wèi)星健康狀態(tài)評估模型31-46
• 3.1 引言31
• 3.2 微納衛(wèi)星健康狀態(tài)評估體系31-34
• 3.2.1 微納衛(wèi)星層次結(jié)構(gòu)31-33
• 3.2.2 微納衛(wèi)星系統(tǒng)健康狀態(tài)健康等級33-34
• 3.2.3 微納衛(wèi)星系統(tǒng)健康狀態(tài)評估指標(biāo)34
• 3.3 微納衛(wèi)星健康評估Petri網(wǎng)模型及動態(tài)性質(zhì)34-43
• 3.3.1 微納衛(wèi)星健康評估Petri網(wǎng)模型35-36
• 3.3.2 微納衛(wèi)星健康評估Petri網(wǎng)模型推理規(guī)則36-39
• 3.3.3 微納衛(wèi)星健康評估Petri網(wǎng)模型動態(tài)性質(zhì)39
• 3.3.4 微納衛(wèi)星健康評估Petri網(wǎng)模型運(yùn)算性質(zhì)39-43
• 3.4 紫丁香二號衛(wèi)星電源B分系統(tǒng)Petri網(wǎng)模型43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第4章 微納衛(wèi)星健康評估Petri網(wǎng)模型參數(shù)確定46-62
• 4.1 引言46
• 4.2 衛(wèi)星特征參數(shù)的無量綱化處理46-48
• 4.3 衛(wèi)星特征參數(shù)權(quán)值確定48-56
• 4.3.1 基于層次分析法的權(quán)值確定49-52
• 4.3.2 基于熵值賦權(quán)法的指標(biāo)權(quán)值確定52-53
• 4.3.3 基于離差最小化的組合權(quán)重確定53-55
• 4.3.4 變權(quán)原理55-56
• 4.4 基于灰色聚類的健康等級確定56-60
• 4.4.1 灰色聚類基本原理56-58
• 4.4.2 基于灰色聚類的健康等級確定實(shí)現(xiàn)58-60
• 4.5 置信度確定方法60-61
• 4.5.1 事后評估60
• 4.5.2 事前設(shè)計(jì)60-61
• 4.6 本章小結(jié)61-62
• 第5章 基于紫丁香二號衛(wèi)星的健康評估實(shí)現(xiàn)62-88
• 5.1 引言62
• 5.2 微納衛(wèi)星健康狀態(tài)評估步驟62-63
• 5.3 電源B分系統(tǒng)健康狀態(tài)評估63-76
• 5.3.1 電源B分系統(tǒng)健康狀態(tài)評估指標(biāo)及模型63-65
• 5.3.2 電源B分系統(tǒng)健康狀態(tài)評估指標(biāo)無量綱處理65-68
• 5.3.3 電源B分系統(tǒng)健康狀態(tài)評估權(quán)值確定68-69
• 5.3.4 電源B分系統(tǒng)部件級健康狀態(tài)評估69-74
• 5.3.5 電源B分系統(tǒng)健康狀態(tài)綜合評估74-76
• 5.4 測控B分系統(tǒng)健康狀態(tài)評估76-82
• 5.4.1 測控B分系統(tǒng)健康狀態(tài)評估指標(biāo)及模型76-78
• 5.4.2 測控B分系統(tǒng)部件級健康狀態(tài)評估78-81
• 5.4.3 測控B分系統(tǒng)健康狀態(tài)綜合評估81-82
• 5.5 星載計(jì)算機(jī)B系統(tǒng)健康狀態(tài)評估82-86
• 5.5.1 星載計(jì)算機(jī)B分系統(tǒng)健康狀態(tài)評估指標(biāo)及模型82-83
• 5.5.2 星載計(jì)算機(jī)B分系統(tǒng)部件級健康狀態(tài)評估83-85
• 5.5.3 星載計(jì)算機(jī)B分系統(tǒng)健康狀態(tài)綜合評估85-86
• 5.6 紫丁香二號衛(wèi)星主份系統(tǒng)平臺健康狀態(tài)綜合評估86-87
• 5.7 本章小結(jié)87-88
• 結(jié)論88-90
• 參考文獻(xiàn)90-96
• 致謝96

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本文編號：923957