基于知识图谱的航天器健康管理技术研究

针对传统故障诊断专家系统知识深度不足的缺点,研究基于知识图谱的航天器健康管理技术,将供配电、信息流、硬件接口、功能、接地、物理布局、上下文动作、故障预案等多个维度的专家知识以知识图谱的方式关联固化,在检测到异常时,自动关联相关的背景专家知识,辅助故障排查,并结合知识信息进行因果推理分析,提供可能的故障点及因果关系、处置策略,提升航天器故障诊断效率、可解释性与处置能力。该技术用于航天器地面测试及在轨健康管理中,辅助专家快速发现异常线索,可作为国内航天器健康管理技术发展的参考。     

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1553B总线控制器RAM故障自主诊断与处理方法

在航天器中,1553B总线控制器(BC)作为总线信息交互的管理中枢,其可靠性直接关系航天器的系统安全。近年来,受单粒子事件的影响,多个航天器在轨发生总线芯片RAM损坏的故障。文章针对此问题,结合总线芯片BC模式的典型应用场景进行分析,提出RAM故障诊断的策略和自主分区故障处理的方法。该方法能够使BC端软件通过诊断自主发现故障,定位故障区域,并通过替换、隔离等手段排除故障,消除故障对航天器的影响。通过软件仿真,对故障诊断和处理的性能进行了试验验证,结果表明:采用该方法的软件能够自主发现故障区域并完成隔离和替换,且其处理的准确性和时效性都明显优于传统依赖地面遥控的方法。     

动力学环境试验技术在航天器结构故障诊断中的应用

文章概括介绍了故障诊断领域的应用发展情况,并以某航天器结构故障诊断为例,详细介绍了运用多种动力学环境试验技术对故障原因进行诊断的过程。说明有效地运用动力学环境试验技术,不但可以暴露结构设计缺陷,还可对航天器的结构故障状态进行诊断分析,准确查找出故障产生原因,为设计人员改进设计、排除故障提供有力的依据。     

基于多信号模型航天器多故障诊断技术研究

最优多故障诊断问题是一个NP-COMPLETE问题。本文针对卫星电源这类复杂航天器系统，建立了多信号模型，该模型采用有向图描述元件与测试间的因果依赖关系。考虑系统元件发生故障的先验概率以及可用的测试工具，给出了一种基于拉格朗日松弛和子梯度优化算法的近最优多故障诊断算法。该建模方法与诊断方法在某卫星电源系统测试中得到了验证，结果表明该方法建模简单，诊断速度快，适用于航天器这种复杂系统的多故障诊断。     

基于领域知识图谱的卫星故障辅助诊断与处置方法

本文重点针对传统故障诊断方法能力不足的缺点，开展基于领域知识图谱的卫星故障辅助诊断与处置方法研究，突破卫星故障领域知识图谱构建关键技术，关联固化卫星系统多维专家知识，构建卫星故障领域知识图谱，进而实现结合卫星故障知识信息的卫星故障推理分析和辅助诊断处置，提升复杂故障场景下的卫星故障诊断效率与处置能力。本文提出的方法为保障大气环境监测卫星的在轨长期稳定运行，提供了一种新的故障辅助诊断与处置措施。     

基于扩展故障树的运载火箭故障诊断专家系统

针对运载火箭故障诊断专家系统中知识获取的瓶颈问题,通过将扩展故障树分析法 和 基于规则的诊断专家系统有机结合,建立基于扩展故障树的运载火箭故障知识获取及表示方 法,实现了从扩展故障树到诊断知识的自动转换和诊断知识的规范化表示,解决了基于规则 的诊断专家系统的知识获取难题。在此基础上,结合扩展故障树给出了运载火箭故障诊断专 家系统快速推理策略。该策略基于诊断优先系数,实现了对发生概率大、结构重要度高、危 害严重的故障的优先诊断,并通过浅层推理与深层推理相结合,保证了推理过程的精确性和 严密性。     

航天器高精度姿态敏感器冗余测量信息智能融合技术

航天器在某些姿态敏感器故障的情况下，经多种组合进行自主故障判断、故障定位及重组后融合定姿，仍能保证姿测精度，或者在稍降低定姿精度的情况下，使航天器降级工作，挽救航天器。     

射频制导导弹故障自动诊断系统

介绍用于射频制导导弹故障自动诊断系统的框架设计，列举了导弹故障模式种类，根据导弹综合测试与故障诊断的特点，遵循推理知识、测试知识和排故知识这样一种新的专家系统的分类方法，论述该系统的诊断原理及实现方法，阐述系统故障诊断功能工程化的特点及采用的关键技术。该系统已成功实现了对导弹电气故障的自动诊断。运行结果表明，该系统自动化程度高，诊断有效，操作使用方便，是一种新一代的导弹维护测试诊断系统。     

应用经验模态分解的箱型结构裂纹诊断方法

为获得航天器结构的更多故障信息,文章提出了一种应用经验模态分解对一个两层箱型结构进行裂纹故障诊断的方法。先对该结构进行有限元建模和模态分析,发现结构有无故障均对模态的影响非常小;再对实际结构进行正弦振动试验,对振动响应信号进行经验模态分解,利用固有模态函数构造标识向量,提取用标识向量间的标识夹角作为诊断结构故障的指标。分析结果表明,结合施加给结构的主振方向,利用标识夹角能识别出裂纹的位置和方向。该方法为航天器结构故障的诊断提供了一种新的思路。     

基于深层知识规则的液体火箭发动机故障诊断

本文从深层知识的表示方法之一——符号有向图出发，提出一种基于规则的故障诊断方法。该方法首先建立液体火箭发动机系统的符号有向图，然后根据各个故障根源得出系统的子符号有向图，最后根据这些子图导出故障诊断规则，用这些规则去诊断系统故障。该方法具有较好的解释性和诊断的快速性。     

航天器系统设计的可靠性准则

在对大量航天器工程案例分析的基础上,提炼出10条航天器系统（总体）设计的可靠性准则。遵循这些设计准则,将有利于航天器从系统级避免许多故障,或者消除故障对系统的影响,在阐述每条准则时,列举了一个或数个案例。     

航天器动力学环境试验故障诊断专家系统

文章概述了对卫星及星上组件进行振动环境试验现有的故障诊断方法,并阐述了建立经济、有效的航天器故障诊断专家系统的重要性。提出了航天器故障诊断专家系统的研究方案,并通过对卫星结构模型的应用,验证了将小波系数作为故障诊断特征向量的可行性。利用此系统可在航天器研发过程中提高航天器结构的可靠性,缩减用于排查故障的时间与财力,缩短卫星研制周期。     

基于时间逻辑的航天器控制系统故障诊断的深层知识表示方法

本文介绍了一种关于时间逻辑的知识表示方法，引入了特征量属性及动态框架、事件、衍生事件的概念，给出了与时间有关的事件及包含事件间时间逻辑关系的衍生事件的表示方法，并将它们应用于航天器控制系统实时故障诊断专家系统中。这一研究是对时变系统深层知识表示方法的新探索。     

一个基于多重推理的遥感图片解译专家系统

本文研究了在图象模式识别过程中引入人工智能的知识学习、知识表达和知识推理的理论和技术,设计并实现了一个应用于遥感图片解译的计算机视觉专家系统。 为使系统具有较高的智能化程度,本文提出了一种新的推理方法——多重推理法,它具有处理某些不完全知识和错误知识的能力,并且推理过程所运用的部分知识(规则)是从已知样本中自动归纳学习生成的。     

面向航天器控制系统故障诊断的实时专家系统通用框架

本文介绍了一个可用于航天器控制系统故障诊断的实时专家系统框架，阐述了系统的设计思想和实现方法。该框架可适用于不同的航天器控制系统。     

航天器热控系统故障诊断策略

为了对航天器热控系统进行及时、准确的故障诊断,文章提出了一种故障诊断策略.该策略是基于热控系统数学模型建立故障诊断数据库;然后利用专家知识扩展故障诊断数据库来实现故障诊断;最后,由基于规则的分布式故障诊断专家系统给出故障决策.     

基于Jess的卫星状态诊断系统设计与实现

针对卫星在轨管理中实时故障检测与解决较弱的现状,应用专家系统工具Jess构建了实时卫星状态诊断系统。系统可以适应遥测组合模式的复杂约束关系和频繁变化,收集、整理领域知识,实时检测卫星的工作状态,发现并提示卫星状态变化,显示状态诊断过程和结果,提供解决异常问题的参考方案,积累故障处理的经验。文章给出了系统总体结构的设计及关键技术的实现,从而为Jess在航天测控领域其他方面的应用提供了一种思路和方法。系统已成功应用于卫星的在轨管理中。     

专家知识在在轨管理中应用的设想

随着在轨航天器的种类和数量日趋增多,航天器工作状态的实时监测诊断成为我国航天器长期管理中的重大工程技术课题。文章提出了一种面向对象的航天器实时监测、故障诊断知识描述语言的设计思想,该描述语言具有较强的可扩展性和继承性,能够适应在轨航天器日益增多对地面管理提出的自动化、智能化的迫切要求。