[發明專利]衛星控制系統可重構性確定方法

有效

• 申請號: 201210214240.2
• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN102789235A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 劉成瑞;王南華;王大軼;何英姿;張國琪
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

1.衛星控制系統可重構性確定方法，其特征在于步驟如下：

(1)構建衛星控制系統功能樹，功能樹的樹根為衛星控制系統的總功能，總功能包括姿態控制、軌道控制、帆板控制三個功能，每個功能分為測量功能、控制器和執行機構三個子功能，子功能作為功能樹的樹干，實現子功能的部件作為功能樹的樹葉，功能樹的不同層次之間根據衛星控制系統的功能實現方式采用與門或或門進行連接；

(2)根據功能樹不同層次間的與或關系，采用下行法或者上行法確定功能樹的割集族C，所述割集族C中的元素為割集，割集為實現衛星控制系統功能的部件集合；

(3)將步驟(2)中確定的割集族C進行吸收處理，得到功能樹的最小割集族C_min；最小割集族C_min中的元素為最小割集c_min，最小割集c_min為實現衛星控制系統功能所需的最少部件的集合。所述的吸收處理為：

(3.1)選取割集族C中包含部件最少的割集c_min，并將c_min放入最小割集族C_min，判斷其余割集中是否包含c_min中的所有部件，若包含所有部件，則從割集族C中剔除包含c_min所有部件的割集，若不包含，轉步驟(3.2)；

(3.2)在割集族C中重新選取包含部件最少的割集c_min，從步驟(3.1)循環執行，直至割集族C變為空集；

(4)對衛星控制系統進行故障模式影響分析FMEA，確定衛星控制系統的故障模式、故障發生概率和故障嚴酷度；

(5)確定步驟(4)中的故障模式i的可重構度γ_i：在最小割集族C_min中將每個故障模式對應的部件所在的最小割集刪除，判斷最小割集族C_min是否為空集，若為空集，則該故障模式不可重構，即γ_i＝0；反之，該故障模式可重構，即γ_i＝1；

(6)確定衛星控制系統的可重構率R：

R=Σi=1mwiγiΣi=1mwi]]>

其中，w_i為根據故障模式i的嚴酷度、發生概率確定的加權系數，m為總的故障模式個數。

2.根據權利要求1所述的衛星控制系統可重構性確定方法，其特征在于：w_i為根據故障模式i的嚴酷度、發生概率確定的加權系數，選取原則為嚴酷度高、發生概率大的故障模式的w_i取值大，根據航天領域對衛星控制系統嚴酷度和故障發生概率的分級方法，w_i可根據下表取值：

其中，p為工作期內故障模式的發生概率。

3.根據權利要求1所述的衛星控制系統可重構性確定方法，其特征在于：所述步驟(2)中下行法確定功能樹的割集族C步驟如下：

從系統的總功能開始，順次將上層功能置換為下層子功能，遇到與門，將與門的輸入橫向寫出，遇到或門則將或門的輸入豎向串列寫出，直到全部門都置換到最低層的部件為止；這樣得到每個分支的部件集合為功能樹的一個割集，所有割集組成的集合為功能樹的割集族C。

4.根據權利要求1所述的衛星控制系統可重構性確定方法，其特征在于：所述步驟(2)中上行法確定功能樹的割集族C步驟如下：

(2.1)確定功能樹中最底層的每個子功能的割集，即如果子功能通過與門實現，則與門輸入端的所有部件的集合為子功能的割集；如果子功能通過或門實現，則或門輸入端的每個部件均為子功能的一個割集。

(2.2)利用功能樹中上下層子功能之間的與門和或門關系確定上層子功能的割集；

對于或門的情況，上層子功能的割集族為或門所有輸入端的子功能的割集組成的集合，即：

其中n為或門的輸入端個數；

對于與門的情況，上層子功能的割集族為與門每個輸入端子功能的任一割集相并組成的割集集合，即：

其中為下層子功能i的第j個割集，為與門輸入端子功能1的第j₁個割集、子功能2的第j₂個割集、...、子功能n的第j_n個割集相并組成的上層子功能的割集。n₁為下層子功能1的割集個數，n₂為下層子功能2的割集個數，n_n為下層子功能n的割集個數。