[發明專利]基于梯度閾值的衛星電源系統健康評估方法及系統

有效

• 申請號: 202011394614.4
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112464140B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 張發家;黨建成;莊建昆;劉贊;董房;蔡先軍;王杰;楊同智
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種基于梯度閾值的衛星電源系統健康評估方法，其特征在于，包括：

步驟M1：獲取衛星電源系統遙測參數，對獲取的衛星電源系統遙測參數進行預處理，得到預處理后的遙測參數；

步驟M2：基于預處理后的遙測參數識別遙參梯度變化點并計算遙參梯度；

步驟M3：利用局部加權回歸平滑方法對預處理后的遙測參數進行數據平滑計算，將遙參數據轉化為遙參曲線，計算梯度變化點位置曲線斜率；

步驟M4：記錄衛星在軌運行預設時間內衛星正常運行數據對應的全部參數梯度以及對應的曲線斜率，并分別記錄最大值和最小值；

步驟M5：衛星在軌運行過程中，當遙測參數產生一梯度變化點時觸發一次評價運算，計算參數梯度與曲線斜率，當梯度與曲線斜率均超過正常運行最大值時，則觸發健康狀態評估。

2.根據權利要求1所述的基于梯度閾值的衛星電源系統健康評估方法，其特征在于，所述步驟M1包括：

步驟M1.1：按等時間間隔對遙參數據實現重采樣；

步驟M1.2：計算遙參數據單位時間段內平均值mean與標準差sigma，將超過[mean-sigma,mean+sigma]的參數值替換為前一時刻的數值，獲取預處理后的遙參數據；

步驟M1.3：將預處理后的遙參數據中不符合光照區參數范圍的數據替換為空值，并將遙參狀態定義為陰影區。

3.根據權利要求1所述的基于梯度閾值的衛星電源系統健康評估方法，其特征在于，所述步驟M2包括：

步驟M2.1：設遙參數值為n₁、n₂、…、n_m，梯度變化序列為n₂-n₁、n₃-n₂、…、n_m-n_m-1；

步驟M2.2：識別梯度變化序列中非零點N₁、N₂、…N_p，并記錄對應時間戳T₁、T₂、…、T_p；

步驟M2.3：計算非零點對應遙參梯度為(N_p-N_p-1)/(T_p-T_p-1)。

4.根據權利要求1所述的基于梯度閾值的衛星電源系統健康評估方法，其特征在于，所述步驟M5包括：

步驟M5.1：判斷梯度與曲線斜率是否超過正常運行最大值，未超過則健康度為1；

步驟M5.2：當梯度與曲線斜率超過正常運行最大值時，按 反正切歸一化公式將超過最大值程度歸一化為0-1數值表征健康度。

5.根據權利要求4所述的基于梯度閾值的衛星電源系統健康評估方法，其特征在于，所述步驟M5.2包括：

x*＝atan(x)*2/π

其中，x表示梯度變化點對應的梯度與曲線斜率，x*表示健康度。

6.一種基于梯度閾值的衛星電源系統健康評估系統，其特征在于，包括：

模塊M1：獲取衛星電源系統遙測參數，對獲取的衛星電源系統遙測參數進行預處理，得到預處理后的遙測參數；

模塊M2：基于預處理后的遙測參數識別遙參梯度變化點并計算遙參梯度；

模塊M3：利用局部加權回歸平滑方法對預處理后的遙測參數進行數據平滑計算，將遙參數據轉化為遙參曲線，計算梯度變化點位置曲線斜率；

模塊M4：記錄衛星在軌運行預設時間內衛星正常運行數據對應的全部參數梯度以及對應的曲線斜率，并分別記錄最大值和最小值；

模塊M5：衛星在軌運行過程中，當遙測參數產生一梯度變化點時觸發一次評價運算，計算參數梯度與曲線斜率，當梯度與曲線斜率均超過正常運行最大值時，則觸發健康狀態評估。