航天器单组元推进系统故障诊断方法研究及实现

论文主要研究卫星单组元推进系统的故障诊断，在分析单组元推进系统特性的基础上，研究了卫星故障检测的方法，分析了推进系统故障模式，建立了实时专家诊断系统，实现卫星在运行过程故障的实时监测与诊断，并在发生故障时及时做出响应，使故障造成的影响达到最小，最后在VC++6.0中，搭建了卫星推进系统故障诊断的软件平台。 论文首先分析了液体单组元推进系统的基本构成，在此基础上建立了推进系统各个部分的数学模型，通过matlab实现了推进系统的数学仿真，并在仿真的基础上对系统的特性进行分析，最后建立了推进系统中各个元件的故障模型，为后续的故障检测与故障诊断奠定了基础。 论文为实现卫星推进系统故障诊断的检测，分析了推进系统的工作过程，并根据推进系统时域的特性研究了基于阈值的故障检测和基于序贯概率比检验的故障检测方法，这两种都能很好的应用于卫星的实时故障检测；另外，根据推进系统的频域特性研究了基于希尔伯特-黄变换（Hilbert-Huang Transform，HHT）的故障检测方法。最后建立专家诊断系统，根据故障模式及其影响分析（Failure Mode and Effects Analysis,FMEA）表中推进系统故障模式及其影响的分析，总结出了知识库中的规则，并给出了基于反向推理原则的推理机的设计方法，最终建立了卫星故障专家诊断系统。 最后搭建了卫星推进系统故障诊断的软件平台。平台实现了卫星运行状态参数的动态显示、实时故障诊断、仿真故障诊断三个功能。动态显示能够实时显示卫星当前的运行状态；实时故障诊断是利用卫星运行时传输的参数对卫星实时监测，以防故障发生损坏系统；仿真故障诊断利用卫星试车过程中的参数，并根据故障模型注入故障来检测故障诊断的准确性和实用性。软件通过VC++6.0设计了用户程序界面接口，并利用C++建立了整个诊断系统，具有很好的通用性和可移植性。