[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

技術領域

本發明屬航空航天領域，涉及一種基于功能樹的衛星控制系統可重構性確定方法。

背景技術

隨著科技發展，衛星已在國防軍事、通信、氣象等各個領域發揮著不可替代的作用。為了應對衛星在軌可能發生的各種故障，提高運行質量，必須確保在故障發生后，及時采取有效措施使故障影響降至最低，這是從系統層面克服產品固有可靠性不足，提高衛星運行可靠性和延長壽命的有效手段。由于衛星無法在軌維修，一般只能采用重構的方式恢復系統功能，因此要提高衛星的故障處理能力，需要在設計階段引入可重構性設計。

可重構性度量是衛星可重構性設計的基礎，但由于衛星可重構性設計剛剛起步，目前還沒有形成系統的可重構性度量指標，更沒有相應的可重構性度量方法。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供一種基于功能樹的衛星控制系統可重構性度量方法，從而實現對衛星控制系統的可重構能力進行定量分析，為衛星的可重構性設計提供依據。

本發明的技術解決方案是：衛星控制系統可重構性確定方法，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。