[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

本發明提供了一種基于梯度閾值的衛星電源系統健康評估方法及系統，包括：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；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；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；記錄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；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。本發明運算占用資源少，實時性強等特點。

技術領域

本發明涉及衛星電源系統技術領域，具體地，涉及基于梯度閾值的衛星電源系統健康評估方法及系統，更為具體地，一種基于梯度識別與閾值判定的衛星電源系統健康評估方法及系統。

背景技術

衛星是一類重要的航天器，它需要具備較高的可靠性以確保順利完成空間任務。由于太空環境復雜，衛星不可避免的發生某些故障，衛星電源系統作為衛星的能量供應系統，若發生故障則會導致衛星工作異常甚至整機癱瘓。航天器健康評估技術是保證航天器在軌可靠穩定運行的關鍵技術之一，健康評估主要是對各種手段獲得的監測數據、歷史數據等進行綜合分析，利用各種預測診斷算法挖掘數據所反映的設備健康狀態信息及其變化趨勢，推測出存在的或可能發生的故障模式。健康評估技術的為航天器在軌任務規劃、故障處理維護等提供決策支持，對有效提高航天器生存能力具有非常重要的意義。

專利文獻CN108594631A(申請號：201810256751.8)公開了一種GNSS授時性能評估方法，在國家授時中心放置GNSS定時接收機，通過溯源模型、星鐘模型、發射通道偏差、接收端延遲等參數對接收機輸出的偽距進行修正，得到衛星廣播的UTC時間；同時利用BIPM T公報發布的UTC-UTC(NTSC)數據，得到實際的UTC時間。通過比對衛星廣播UTC時間與實際UTC時間的時差，得到用戶獲得的授時誤差。該專利通過比對衛星廣播UTC時間與實際UTC時間的時差，得到用戶獲得的授時誤差，評估單顆衛星的授時性能。

專利文獻CN108462467A(申請號：201711375139.4)一種新型功率拓撲下太陽翼在軌輸出功率評估方法，通過對太陽電池陣各部分的參數的測量與計算，實現了新一代PCU功率拓撲太陽電池陣在軌功率評估，用于填補現有技術中太陽翼在軌功率評估方法無法適應新一代PCU的空白問題，利用整星負載電流、分陣分流調節狀態、太陽電池陣電流、軌道位置、日期等在軌遙測參數，實時確定太陽電池陣在軌功率輸出能力，對地面設計的結果進行有效的驗證，可靠性高，精度高。該專利利用整星負載電流、分陣分流調節狀態、太陽電池陣電流、軌道位置、日期等在軌遙測參數，實時確定太陽電池陣在軌功率輸出能力。

目前在航空航天領域的健康評估算法中，閾值判定是評估技術的核心思想。其通過評估狀態和設定閾值的對比得到健康度進行評估。但是實際衛星在在軌運行的環境中，部分單機參數值敏感性遠低于它梯度敏感性，針對該類型單機，使用傳統閾值判定方法存在一定的局限性。

針對這些無法通過以閾值判定作為核心思想技術來實現評估功能的單機，需要針對單機參數梯度完成健康評估，準備識別單機參數梯度，并在參數梯度非正常狀態完成報警。本發明針對當前評估技術中存在的這一空白，提出一種基于梯度識別與閾值判定的衛星電源系統健康評估技術。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于梯度閾值的衛星電源系統健康評估方法及系統。

根據本發明提供的一種基于梯度閾值的衛星電源系統健康評估方法，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；