SCARES—排除航天器控制系统异常的专家系统

卫星工作寿命一代又一代的延长反映了现代科技的发展速度。与此同时,为卫星运行操作提供技术支持的专家却日益相对缺乏。在这样条件下,本文介绍了一种用于排除航天器异常的专家系统。借助采集的有关航天器的详尽知识,本系统对故障的检测和诊断能力比以往传统方法强得多。本文讨论的是一个名为SCARES的专家系统样机(仅适用于航天器的姿控系统)。SCARES系统是根据美国空军空间分部和TRW公司所签合同(合同号F04701-83-C-0079)在TRW公司的人工智能技术中心开发的。本文还对本样机加以扩展以处理其它卫星系统故障的问题进行了讨论。     

用于卫星定点保持机动的专家系统

本文介绍了一种完成航天系统实时分析和指令产生的专家系统样机的开发及其能力。目前,卫星轨道控制专家系统(ESSOC)已能够进行同步卫星定点保持机动。考虑了航天器不断变化状态和前面的动作,ESSOC给操作手推荐相应的指令,指导操作手完成定点操作。与卫星状态有关的信息存入专家系统的知识库。该知识库不断被处理过的航天器遥测数据更新。过程的结构信息用产生式规则进行编码。过程式规则相互无关,而且与知识库无关,这样就使得系统很容易维护和扩展。文章特别强调了ESSOC系统特性及其开发,即知识获取的结构化方法,以及使ESSOC能在实时环境中工作的设计及提高性能的技术。     

用于数据误差检测的以OPS5编写的样机专家系统

我们已经用OPS5语言开发了一个样机专家系统,用于检测数据的误差。这种数据是航天器建造者/用户交给NASA哥达德航天中心,要在“通信线路分析与仿真系统”(CLASS)计算机上处理的数据。这个样机专家系统叫“轨道预处理系统”(TRAPS),有49条规则,目前在IBM PC计算机上运行,用的是Artelligence公司的OPS5 软件包。在其实用阶段,TRAPS专家系统将用Oak Ridge产生式语言(ORPL)编写,在CLASS计算机(一台Perkin-Elmer3244超小型机)上运行。ORPL语言是由Oak Ridge国家实验室用MULTIFORTH语言在Hewlett-Packard 9836台式计算机上实现的OPS5,目前正移植到CLASS计算机上的SS-FORTH。本文讨论这个专家系统的问题领域、开发方法、工具、结果以及由TRAPS计划提出的进一步研究计划。     

帮助提出NASA哥达德中心指令管理系统软件功能要求的专家系统样机

在NASA哥达德航天中心,指令管理系统(CMS)的作用是把航天器的操作要求转换成可向航天器上行发送的详细操作规划。该指令管理系统是NASA数据系统的一部分,而数据系统负责将NASA近地卫星的科学和工程数据下行发送到用户,并将指令数据上行发送到航天器。目前,要确定CMS软件设计的功能要求,得花一到三年的时间,每周开会一到二次。提出CMS软件功能要求的另一种方法是开发一个专家系统样机帮助完成这项工作。具体说,与领域专家相互切磋构成知识库,然后联系到一个现有的称为“知识工程系统”(1.3版)的专家系统应用产生器上。知识库的开发主要分四步:①开发面向问题的结构层次;②确定知识管理方法;③对知识库编码;④检验、测试、考核和评价知识库以及整个专家系统样机。通过当配角来检验这个专家系统样机,然后作专家系统样机的知识库精化、评价和实施。     

人工智能技术应用的又一重大突破

洛阳跟踪与通信技术研究所开发的“航天飞行器外测总体设计专家系统(简称STDES)”,近日通过了专家鉴定。该课题是我国高技术领域人工智能技术应用项目之一,是首次将人工智能技术应用于航天测控系统总体设计的开创性工作。该系统有效地总结和利用了我国众多航天测控专家30余年来在外测总体设计方面的经验和知识,不仅为提高测控总体设计的效率和质量提供了一种现代化手段,同时为在测控总体设计领域进一步推广应用专家系统探索了一     

用于卫星轨道保持的专家系统

本文评价了在卫星上实施人工智能的可能性。星载专家系统的目标是在没有地面辅助的情况下有效地实现轨道保持功能。本文将以国防通信卫星系统(DSCSⅢ)为例。我们从“自主尺度”评价了DSCSⅢ。虽然许多自主功能可用传统的计算机系统和程序来实现,可是自主式卫星定点可能得利用专家系统才行。定点保持目前由轨道分析人员在地面上完成。因为轨道修正过程是根据分析人员的经验和判断来进行的,传统的编程技术不具备这种能力,但专家系统给我们带来了希望。我们将把数字设备公司用来配置计算机的实用专家系统R_1作为分析的基础。R_1的功能类型和开发过程看来与轨道保持专家系统的很相似。我们对实现卫星定点专家系统需要的费用进行了分析。可以肯定,一个地面专家系统可以压缩目前完成轨道保持任务的人员。要把这种专家系统装进卫星,必须开发空间质量的硬件并经过充分测试和鉴定的专家系统。对开发、测试、鉴定和采购专家系统的费用与可能节约的费用进行比较,结果是很有希望的。用于卫星轨道保持的专家系统看起来是可行的、有较好的费/效比,而且还能通过自主操作来增加卫星的生存期。     

数字飞行控制计算机样机

Allied Bendix Aerospace 公司将为 F—16 C/D单发动机、高性能空战飞机提供一台数字式飞行控制计算机(DFICC)样机。该公司声称:DFLCC 样机将是正在生产的用电传对所有军用飞机的飞行翼面(操纵面和稳定面)进行数控的第一台计算机。     

状态诊断知识描述语言的设计与实现

卫星状态诊断知识描述语言(SSDKDL)是针对卫星状态诊断专家系统(SSDES)的要求而设计的一种专用语言,该语言主要用于卫星状态诊断原始知识的描述,它的设计与实现为卫星管理领域专家提供一个知识规则表述的语言基础。本文就该语言的设计原理及实现方法进行系统阐述。     

数字飞行控制计算机样机

一九八六年六月Allied Bondix宇航公司为F-16G/D单发动机。高性能空对空战斗机提供了一台数字飞行控制计算机(DELCC)样机。据说DFLCC是军用飞机中使用数字电传操纵所有飞行翼面(航机和稳定器)的第一台计算机。     

虚拟样机与天平研制

虚拟样机是一种数字产品模型，是一种新型的基于产品计算机仿真模型的数字化设计方法，是将目前的CAD、CAE等CAx技术结合在一起的一种集成技术，贯穿于产品生命周期的全过程。应用虚拟样机技术现已成功地完成了多台天平及其支撑系统的研制，其在风洞应变天平及其相关设备的研制中将发挥越来越重要的作用。     

SDES：一种卫星入轨故障诊断专家系统原型

文章探讨利用专家系统技术和汉语语音合成技术等,实现航天器智能测试诊断的问题,介绍以此为目的开发的一种卫星入轨故障诊断专家系统原型,和实现这种原型过程中的主要工作,如问题择选、硬软件工具选择、硬件环境设计、软件环境设计、知识获取、系统结构设计、系统实现、存在问题分析与发展考虑等等。     

可靠性和维修性专家系统的作用及发展

专家系统(ES,Expert System)是人工智能(AI,Artificial In-telligence)研究领域中最重要的分支,是计算机科学商品化的前沿.专家系统被认为是一种智能系统,它利用知识库和推理过程来解决那些需要有特殊专长的人类专家才能解决的复杂问题,并认为所运用的知识库和推理过程是该领域内最优秀专业人员的经验模型.它分4个逻辑部分:知识库、综合数据库、控制结构或推理机、人/机接口.     

岸舰导弹自动驾驶仪故障诊断模糊专家系统设计

快速准确排除岸舰导弹自动驾驶仪故障是提高部队技术保障能力的重要途径。文章结合模糊专家系统的发展,设计了用于对岸舰导弹自动驾驶仪进行自动故障排除的模糊专家故障诊断系统,介绍了系统的基本原理和结构体系。该系统结合了专家系统和模糊控制的优点,能实现在复杂战场环境下对故障的快速诊断和排除。     

定点卫星的轨道控制及控制周期与轨道参数误差的简化关系

一、前言发射静止卫星的关键技术在于使卫星由转移轨道经漂移轨道进入静止轨道(变轨技术),最后使卫星静止于指定的经度(定点技术)。从卫星用户的角度来看,重要的问题是卫星进入静止轨道之后的位置保持和定点管理。国际电联规定,通信卫星定点经度的变化范围不能超过±0.1°;对今后某些区域性通信卫星     

跟踪和数据中继卫星系统地面站的软件和数据自动处理装置

一简介跟踪和数据中继卫星系统(TDRSS)可以跟踪其它(用户)卫星并中继其数据。该系统的地面站可同时对K波段和S波段的19条正向(到用户星)和32条反向(来自用户星)的数据信道进行调制解调。中继卫星系统本身对数据是直通的,它与国家航空航天局之间直接传输同步信息流。四颗通信卫星都有这种数据信道,通过6个单址和3个多址天线进行。中继卫星系统每周7天、全天24小时都进行数据中继服务。用一个中继卫星的个别(井力)务最长可持续24小时;用3颗中继卫星,便可连续不断地为用户星服务。中继卫星系统地面站是一个自动化程度极高的通信电子设备的集合体。这种自动化是依赖于软件实现的,使用了一个庞大的计算机组合——9台DEC PDP11/70计算机和一台双处理机Univac 1110。该软件要完成三项主要功能:     

专家系统及其开发与评价

专家系统是一种新型的、智能化的软件程序系统。它具有一般软件系统没有的,应用人类知识、经验和思维推理技巧来解决问题的能力。专家系统的出现为软件技术的发展开辟了新方向,为计算机应用开拓了新领域。本文从实用的角度出发,较为深入、系统地讨论了专家系统的有关概念、专家系统的开发技术以及专家系统的评价方法,同时提出了应用专家系统的六种方式。文章可供试图深入研究专家系统技术、准备开发专家系统或者打算使用(评价)专家系统的人士参考。     

卫星MEMS热控系统的动态特性及自主控制策略

在卫星热控系统中将高效冷却技术与系统层次的智能控制策略相结合是完成航天热控任务的理想候选方案。针对一种基于微机电系统(MEMS)的微槽道换热器和微百叶窗在卫星主动热控系统中应用的方案,应用集总参数法建立了受控对象的系统动态响应模型;提出了一种引入外热流协调因子和专家智能整定比例-积分-微分(PID)控制相结合的自主温度控制策略;完成了其在纳卫星上应用效果的仿真研究。仿真结果表明:自主温度控制策略能够根据当前的控制局势及变化趋势对多个被控量进行自主协调,不但能够有效满足星载电子设备的苛刻温控要求,同时也是实现卫星高度自主飞行的关键技术之一;该温度控制策略同样适用于其他控制场合。     

构建飞机飞参专家系统研究

根据专家系统的思想，构建了快速处理软件核心模块，研究了基于飞行数据的飞机飞参快速处理专家系统。利用本系统可以较全面地监控飞机、发动机各系统各种工作状态、飞行使用限制、通报故障及统计发动机工作时间。本系统以产生式规则作为知识表示方法，利用Visual C 6．0作为开发工具，以实现自动编译知识、自动进行推理，提供了较为完善的解释机制并提供了利用快速处理结果——飞行报表的方法。本系统所提供的核心编译、推理机制已成功地应用于国产某型飞机飞参信息的处理。     

设施顾问:一种用于航夭器地面设施的分布式专家系统试验型样机

本文介绍了开发称为“设施顾问”的一套协同运行的专家系统的设计问题、目前的进展和下一步的措施。该系统能支持航天器地面设施(单位)的实时运行管理、脱机规划以及自适应工作。该设施顾问的核心问题是支持分布式问题解决协议和传统的专家系统技术常常忽略的自适应性能。目的在于建立设施顾问的外壳:(1)它由一系列经检验的骨架组件组成,经修改适用于任一单位的各个管理工作岗位,(2)它支持这些工位的分布式解决问题的各个方面,(3)可有效地进行扩充(或与任一原有的独立的管理专家系统结合起来),以支持该工位遇到的独立的、非分布式管理控制问题。由于分布式专家系统(DES)技术比较新,单位的运行要求无风险性,所以提出了一项有关“设施顾问”的分布式专家系统试验样机的课题。不管是否能达到设施顾问计划的所有目标,但试验样机至少有希望提供:DES训练条件、得到经验教训、操作手册,并对DES用于单位运行和规划活动有更深切的理解。     

用于卫星控制的专家系统

随着星载系统的发展,卫星的复杂性和自主能力日益增强,故障越来越少,但是,剩余故障的诊断却变得更加复杂了。此外,现正在提高航天器的自主,与此同时,又要求缩减地面站上的人员。将来要成功地从地面处理故障就需要大量地增加故障检测和诊断的自动化。本文研究了专家系统用作地面诊断系统部件的问题。本文介绍了该系统的诊断过程及其对知识库的要求。给出了对部分卫星姿态控制系统进行诊断的专家系统设计成果。这一问题所需获取的知识主要集中在产生和分析遥测终端显示方面,这种遥测信息看起来很象曲线图。专家系统利用广泛的遥测分析、操作和卫星状态数据库以及卫星模型作出正确诊断。