基于证据理论的航天器异常状态融合监测方法

利用多传感器数据对在轨航天器的状态进行监测时,多源信息具有的不确定性会导致通道间判定的不一致,目前工程上主要采用依靠专家经验进一步分析的方法,人工干预增加了判定结果的主观性,导致监测效率不高。本文针对此类问题提出了一种基于证据理论的融合方法,用以实现自动监测。设计了6种监测异常状态的信度函数,通过比较分析,最终选定根式函数,并根据数据特点进行了分段改进;结合工程需求介绍了参数设定原则。用此方法处理在轨航天器下传的多传感器数据,监测结果与现有人工判定结果相符,融合监测方法的有效性得以验证。     

一种异类源信息融合中证据冲突问题的解决方法

进行异类源数据融合时,经常会遇到证据冲突的情况,此时应用经典D-S证据理论进行信息融合,通常会出现有悖常理的现象.提出了一种新的证据合成方法,该方法根据各证据之间的相似度确定证据的权重系数.通过加权的方法进行证据合成,从而有效地解决了证据冲突时的信息融合问题.计算机仿真表明,这种方法是非常有效的.     

开放世界下的雷达辐射源融合识别算法研究

针对开放世界下雷达辐射源目标库不完备的现状,对开放世界下雷达辐射源识别的信息融合模型进行了研究。建立了不同类型雷达特征参数的模糊隶属度函数,采用待测样本与模型样本匹配的方法生成广义概率指派函数,并采用修正的广义证据理论算法融合多参数信息获取识别结果。实验数据表明:该模型能在雷达辐射源目标库不完备的情况下,识别已知目标和判别未知目标,判别结果相对基于经典D-S证据理论和原始广义证据理论的融合识别方法更加可靠、有效,在雷达识别的场景中具有潜在应用价值。     

海面目标多信源融合识别技术研究

主要对海面目标多信源融合识别技术进行了研究,介绍了海上目标的融合识别方法:Bayes推理和D-S证据理论,分析了D-S证据理论融合识别原理.采用基于高分辨率体制的雷达对海面目标HRRP的特征信息进行提取和分析,对D-S证据理论在海面目标识别中的应用进行了举例研究.     

多传感器目标识别的优化融合

对于工作在复杂环境下的多传感器目标识别系统,确保其稳健性和准确性的关键是有效处理被融合信息的不确定性。根据影响信息不确定性的因素,文章把传感器本地识别信息的可信度分为了统计可信度和环境可信度;采用最小二乘法和神经网络实现统计可信度的估计,自适应神经模糊推理实现环境可信度估计;并利用这两种可信度实现以一致理论为基础的多传感器目标识别的优化融合。经实验仿真证明,该融合方案是有效的。     

一种结合证据理论和Vague集信息融合方法

针对强冲突下证据理论结果与直觉相悖及Vague集数值获取主观性强等问题,提出一种结合证据理论和Vague集的新方法.该方法将获取证据理论的信度函数转化为Vague集区间值形式,通过求解与理想点的距离进行决策.在进行信度函数到Vague集区间值的转化时,提出一种基于聚焦度递减顺次分配的思想,经分析得出该思想与人的主观思想是一致的,最后举例阐明整个算法过程.     

航天器自主故障检测和识别的知识库设计研究

智能自主技术是航天技术发展的必然趋势。知识库是实现航天器智能自主控制的基础。该文提出了一种用于航天器智能故障检测和处理技术的知识库设计方法。并以我国某型号的一个子系统的故障检测和处理程序为例，验证了该方法的可行性。该方法也可推广到其它分系统中。     

航天器的故障建模与应用

针对航天器工程中的典型故障进行分析与建模.首先给出几种典型故障作用模式的具体数学形式,然后分别采用状态描述矩阵对执行机构和传感器故障进行刻画,其不同的取值对应上述不同的故障模式.另外,使用有界范数和凸面体两种形式对系统故障数学建模.通过对航天器工程中的部件故障建模可为故障诊断和容错设计提供必要的数学描述.最后通过实例简...     

基于光纤传感的航天器结构健康状态监测研究

从航天器结构健康状态监测对先进传感技术的需求出发,论述了国内外基于光纤传感的航天器结构健康状态监测研究现状及发展趋势,尤其是对美国国家航空航天局(NASA)、欧洲航天局(ESA)的研究情况做了重点介绍,并总结了国内外光纤传感技术存在的差距。分析光纤传感关键技术,包括光纤光栅密集复用技术、基于光频域反射的解调技术、光纤传感设备轻小型化技术等,提出了光纤传感技术在航天器上的应用特点,以及应用中需要注意的问题,可为相关研究提供参考。     

过驱动航天器飞轮故障重构与姿态容错控制

针对四反作用飞轮配置的刚体航天器执行机构故障以及外部干扰等问题,提出一种姿态容错控制分配算法。该方法通过设计滑模观测器,实现在有限时间内对执行机构故障与外部干扰的精确重构;特别地,应用Lyapunov稳定性理论证明了所设计的控制器能够在有限时间内实现对闭环姿态的全局渐近稳定控制,且该控制策略可实现对反作用飞轮故障与外部干扰的鲁棒性。此外,采用计算量较小的基序最优控制分配方法快速实现了期望控制力矩到四反作用飞轮指令控制力矩分配。最后,针对某型号航天器以及各种反作用飞轮故障进行数值仿真,仿真结果表明所设计过驱动航天器飞轮故障重构与姿态容错控制方法能够在线、及时、精准地完成故障重构与控制分配。     

航天器故障诊断与容错控制技术研究综述

详细综述了航天器故障诊断与容错控制的研究进展。重点从基于模型的方法、基于数据的方法和基于知识的方法三个方面分别阐述了航天器故障诊断技术的研究进展,并且总结了航天器容错控制技术的研究现状,然后介绍了国内外的一些相关技术项目的开展情况,最后对未来可能的发展方向进行了探讨。     

基于神经网络和证据理论的火箭发动机故障诊断

针对运载火箭动力系统故障的复杂特性和故障模式的不确定性,提出了基于神经网络和证据理论的火箭发动机故障诊断。首先以火箭视加速度和角速度作为网络输入,故障类型矩阵作为网络输出,通过BP神经网络和RBF(径向基函数)神经网络进行故障诊断;之后通过D-S证据理论融合神经网络结果;最后通过滚动时域估计方法对火箭飞行状态特征量估计。仿真结果表明诊断准确率达到99%以上,表明提出的方法对于火箭发动机故障诊断具有较高的准确性和实用性。     

含模型不确定性和状态约束的航天器姿态鲁棒控制

针对严格反馈三轴稳定航天器姿态控制问题,在考虑航天器系统存在模型不确定性、未知外部扰动、系统存在时延情况下,提出了一种鲁棒控制方法。首先建立航天器误差运动学和动力学模型,使用神经网络对系统不确定性和未知扰动进行逼近、引入障碍李雅普诺夫函数对系统状态约束进行处理;然后利用反步法构造一种鲁棒自适应姿态控制器,通过李雅普诺夫方法证明闭环系统是最终一致有界的;最后,结合工程实际经验对系统已知时延进行前馈补偿。半物理仿真结果表明了所设计控制器的有效性和鲁棒性。     

航天器空间自主交会故障诊断与容错控制的集成设计

提出了一种航天器圆轨道自主交会故障诊断与容错控制的集成设计方法。在考虑推力器输出约束的情况下,完成了故障诊断与容错控制的集成设计,该集成设计包括鲁棒容错控制器设计和鲁棒故障观测器设计两大部分。为了提高交会过程中的过渡性能,对该控制器完成了鲁棒D稳定性分析。仿真表明该设计具有良好的动态性能和对推力器故障的容错性,并且能够快速准确地诊断出推力器和交会敏感器的故障。     

航天器环境干扰力矩的闭环辨识与补偿

研究引入干扰力矩辨识的方法提高三轴稳定航天器在稳态运行期间的高精度指向控制问题.基于航天器的稳态输出数据和系统传递函数,对环境干扰力矩的完整模型进行闭环辨识.其中采用改进的特征系统实现相关算法和多元线性回归法辨识环境干扰力矩的模型参数,最后使用前馈控制对所辨识的环境干扰力矩实现在线补偿.分析和仿真结果表明,该方案能有效地克服不确定的环境干扰力矩对姿态稳定度的影响,提高在轨运行航天器的姿态稳定精度.     

基于Pushlet架构的航天器在轨实时监测报警系统

基于Pushlet架构,设计了一个浏览器／服务器（B／S）模式的航天器在轨实时监测报警系统。该系统采用“发布／订阅”机制,客户端需要首先订阅在服务器端的某个主题,服务器端则接收订阅并进行注册,同时实时接收航天器在轨遥测数据并进行判读,通过持久HTTP连接向监测客户端实时推送异常判读结果,实现航天器在轨运行状态的实时监测和报警功能。测试结果表明,文章提出的系统具有实时性强、效率高和稳定性好的优点。     

一种采用双视场星敏感器的飞行器姿态角快速、高精度测量方法

针对姿态经常机动的飞行器之间建立激光通信问题,研究了一种针对这种飞行器的姿态角高精度、快速测量新方法.这种姿态角测量方法采用一种由宽、窄两种视场组成的双视场星敏感器,并以0轨道飞行器应用为例进行了姿态角测量仿真:其中的宽视场用于识别北极星,窄视场用于跟踪北极星;通过对北极星方向矢量测量值与其理论值进行比较精确求出了偏航、俯仰和滚动三个姿态角.分析表明,姿态角的角分辨率小于1″;测量过程不需要耗时的星图数据库搜索,一帧图像就可以完成一次快速测量.