專利名稱：一種基于dsp的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)小衛(wèi)星智能故障診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種衛(wèi)星故障診斷裝置。
背景技術(shù)：
研制周期短、生產(chǎn)成本低是小衛(wèi)星的重要優(yōu)點之一，小衛(wèi)星已成為大衛(wèi)星的必要補(bǔ)充，在空間技術(shù)領(lǐng)域中占有了越來越重要的地位。目前，在進(jìn)行小衛(wèi)星地面測試時，大多利用多臺計算機(jī)采集星上各分系統(tǒng)、各單機(jī)的工作狀態(tài)參數(shù)，而后根據(jù)設(shè)計依據(jù)文件進(jìn)行人工或計算機(jī)輔助分別判別，這種方式耗費了大量時間和人力、物力成本，尤其是測試中的故障診斷方法，存在以下幾個方面的問題: (1)由于小衛(wèi)星各分系統(tǒng)單機(jī)種類繁多、參數(shù)各異，而目前采用的判別方法過于解耦，因此難以快捷的通過單參數(shù)特異判別多征兆的系統(tǒng)級故障；(2)現(xiàn)有故障診斷方法只能實時診斷出少部分簡單故障原因，在復(fù)雜的故障發(fā)生后，難以模擬復(fù)現(xiàn)故障發(fā)生現(xiàn)場，致使故障原因難以準(zhǔn)確診斷；(3)現(xiàn)有故障診斷方法缺乏自學(xué)習(xí)能力，不能適應(yīng)不同應(yīng)用中平臺和有效載荷的配置差別化；(4)由于目前地面測試系統(tǒng)龐大、操作復(fù)雜，整星測試前的分系統(tǒng)聯(lián)試難以利用地面測試系統(tǒng)資源，急需輕小型化故障診斷裝置提高重要分系統(tǒng)聯(lián)試時的故障診斷能力。

實用新型內(nèi)容本實用新型的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于DSP的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)小衛(wèi)星智能故障診斷裝置，適用于衛(wèi)星地面各級測試階段的故障診斷和預(yù)警。本實用新型的技術(shù)解決方案是一種基于DSP的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)小衛(wèi)星智能故障診斷裝置，包括數(shù)字信號處理器DSP、可編程邏輯器CPLD、存儲器單元、總線收發(fā)器、串口通信模塊；存儲器單元中存儲故障診斷BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和診斷參數(shù)的閾值；串口通信模塊采集星上設(shè)備地檢輸出端信號并送至數(shù)字信號處理器DSP ；總線收發(fā)器采集衛(wèi)星CAN總線上所監(jiān)測的參數(shù)源碼并送至數(shù)字信號處理器DSP ；數(shù)字信號處理器DSP通過ADC將星上模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號，根據(jù)數(shù)據(jù)格式約定，獲取所述數(shù)字量信號、參數(shù)源碼或者星上設(shè)備地檢輸出端信號中包含的參數(shù)值，并和存儲器單元中存儲的對應(yīng)參數(shù)的閾值進(jìn)行比較，當(dāng)參數(shù)值超出對應(yīng)的閾值時由數(shù)字信號處理器DSP通過I/O 口發(fā)出故障預(yù)警，同時調(diào)用存儲器單元中的故障診斷BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法得到相應(yīng)的故障點和故障類型送至可編程邏輯器CPLD ；可編程邏輯器CPLD啟動顯示器，使得顯示器輸出當(dāng)前故障點和故障類型；當(dāng)需要選擇其他分系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷時，可編程邏輯器CPLD啟動鍵盤并將鍵盤輸入信息讀入，上傳給數(shù)字信號處理器DSP進(jìn)行新參數(shù)的故障診斷過程。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于(1)本實用新型故障診斷裝置利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對多輸入多輸出的非線性模型的學(xué)習(xí)能力，可以對小衛(wèi)星多單機(jī)的各種參數(shù)同時監(jiān)測，易于耦合判斷和定位表現(xiàn)復(fù)雜的系統(tǒng)級故障；[0008](2)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的魯棒性和容錯性可以使故障診斷結(jié)果更可靠，其對多故障現(xiàn)象的并行處理能力可以提高故障診斷的速度，滿足實時性的要求；(3)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有極強(qiáng)的自學(xué)習(xí)功能，通過簡單的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練過程，易于在不同應(yīng)用和配置的小衛(wèi)星測試過程中靈活應(yīng)用；(4)充分利用了 DSP體積小、接口功能豐富、運算速度快等優(yōu)點，適用于以太網(wǎng)、星上CAN總線通信網(wǎng)等各種介質(zhì)，同時適用于各分系統(tǒng)測試、整星聯(lián)合測試等測試場合；DSP 芯片內(nèi)置AD轉(zhuǎn)換模塊，可以用于擴(kuò)展采集星上模擬信號，作為智能故障診斷裝置的重要參考信息，提高診斷實時性和覆蓋性。

圖1為本實用新型故障診斷裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實用新型故障診斷裝置的工作流程圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型故障診斷裝置從硬件上主要包括高速數(shù)字信號處理器 DSP及其外圍設(shè)備、可編程邏輯器CPLD、存儲器單元、總線收發(fā)器、串口通信模塊。1)本硬件的核心單元為高速數(shù)字信號處理器DSP，DSP選用TI公司的 TMS320F2812，該DSP采用了多總線的哈佛結(jié)構(gòu)，總線操作時序分為取指令、指令譯碼、取操作數(shù)和執(zhí)行指令四個階段并行處理，極大地加快了處理速度。該芯片采用程序與數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址的存儲體組織形式，同一塊存儲空間既可以映射為程序空間也可以映射為數(shù)據(jù)空間，為用戶分配存儲器提供了很大的靈活性。它還提供了外部存儲器接口，可擴(kuò)展1.5M 多的外部存儲器。另外，該DSP的外設(shè)資源也非常豐富兩個事件管理器模塊EVA和EVB，可以處理與時間有關(guān)的時間事件和外部中斷事件。該DSP還具有3個獨立的CPU定時器、局域網(wǎng) CAN2. OB總線控制器、16個通道的12位ADC(最小轉(zhuǎn)換時間為60ns)、串行通信接口 (SCI) 等等。該DSP的開發(fā)可以利用TI公司提供的集成開發(fā)環(huán)境Code Composer Studio 2.2，為用戶提供了 C/C++編譯程序、匯編程序、連接程序以及基于Windows的調(diào)試程序，使用十分方便。同時，由30Mhz晶振和電源共同構(gòu)成DSP的最小系統(tǒng)。電源芯片選用TPS73HD301， 是TI公司專門為DSP設(shè)計的供電芯片，兼顧解決觀12芯片內(nèi)部上電順序的問題，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。2)復(fù)雜可編程邏輯器CPLD，CPLD選用Altera公司的CPLDMAX7128，主要用于實現(xiàn)各個外部擴(kuò)展功能模塊的片選地址譯碼和邏輯功能的輸入和輸出。同時，為減輕核心單元 DSP的負(fù)擔(dān)，CPLD還完成對液晶顯示屏、觸摸式操作鍵盤等人機(jī)交互接口的控制。3)為實現(xiàn)本故障診斷裝置的可擴(kuò)展性，以具備在各不同衛(wèi)星分系統(tǒng)下自適應(yīng)應(yīng)用的能力，滿足編程以及升級需求，增加外擴(kuò)存儲器單元256K RAM和51 FLASH，分別為 Integrated Circuit Solution 公司的 IS61LV25616 芯片和 FUJITSU 公司的 MBM29LV800BA
-H-* I I
心/To4)小衛(wèi)星星上通信主要釆用CAN總線，本故障診斷裝置在參與衛(wèi)星測試時將連入星上通信網(wǎng)以實時接收星上各分系統(tǒng)各單機(jī)參數(shù)，以用于實時診斷故障。為實現(xiàn)該裝置的 CAN總線的差動發(fā)送和接收功能，選用飛利浦公司的SN65HVD230總線收發(fā)器作為DSP的 CAN控制器和物理總線間接口，與其內(nèi)置的CAN控制器模塊連接，該總線收發(fā)器對于各種速率的CAN傳輸都具有良好的收發(fā)能力，具有較強(qiáng)的抗寬范圍共模干擾、電磁干擾的能力。5)小衛(wèi)星星上設(shè)備有很大一部分配置了串口形式的地檢，為方便使用本故障診斷裝置與星上設(shè)備地檢口通信，選用MAXIM的MAX232或者M(jìn)AX489E作為串口通信模塊，與 DSP2812的內(nèi)置的SCI串口通信模塊直接相連，可實現(xiàn)波特率可調(diào)的串口通信方式，利用 RS232或RS422通信標(biāo)準(zhǔn)與計算機(jī)通信。6)DSP 2812內(nèi)置12位ADC，可用于采集星表下傳的各單機(jī)模擬信號，如姿軌控分系統(tǒng)的陀螺馬達(dá)電流等，ADC輸入前端設(shè)置相關(guān)隔離、濾波等信號調(diào)理電路，以適應(yīng) 2812ADC輸入端0 3V的電壓范圍。系統(tǒng)軟件部分包括數(shù)據(jù)處理程序、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練程序、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序、 CAN采集程序、串口采集程序、模擬量采集程序、預(yù)警中斷程序以及鍵盤和顯示程序。在運行各程序之初，首先運行各自的初始化子模塊，讀取保存在本地的配置文件，根據(jù)該配置文件信息，對各模塊進(jìn)行通信檢測和狀態(tài)檢測，產(chǎn)生系統(tǒng)運行參數(shù)。根據(jù)小衛(wèi)星故障預(yù)案處理先驗知識庫、在軌小衛(wèi)星質(zhì)量問題知識庫以及各分系統(tǒng)和單機(jī)研制生產(chǎn)知識庫提取出小衛(wèi)星各分系統(tǒng)和各單機(jī)的關(guān)鍵參數(shù)。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練程序即以各分系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)異?，F(xiàn)象為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入信號，以定位的故障類型為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出信號，建立四層故障診斷 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Fault Diagnosis BP Neural Network, FD-BPNN)， 進(jìn)行多樣本學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。FD-BPNN包括輸入層、第一層隱層、第二層隱層和輸出層其中，輸入層和隱層的傳輸函數(shù)選用log-sigmoid函數(shù)，輸出層傳輸函數(shù)選用線性函數(shù)，訓(xùn)練獲得合適的權(quán)值，完成對故障模型的建立。將訓(xùn)練完成的FD-BPNN的權(quán)值和輸入輸出函數(shù)固化為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。將該程序在DSP的仿真測試平臺CCS上進(jìn)行調(diào)試仿真成功后，寫入該裝置DSP系統(tǒng)的FLASH模塊中。裝置軟件啟動后，CAN采集程序通過總線收發(fā)器SN65HVD230采集CAN總線上所監(jiān)測的參數(shù)源碼，數(shù)據(jù)處理程序根據(jù)數(shù)據(jù)格式約定、讀取源碼中的參數(shù)值并轉(zhuǎn)換為約定物理單位量綱，同時，數(shù)據(jù)處理程序從FLASH中讀取對應(yīng)的參數(shù)正常閾值表，比較后輸出異常參數(shù)類型及數(shù)值。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)處理程序采集到的異常參數(shù)信息作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入信息，利用訓(xùn)練完畢的FD-BPNN輸出判讀的故障現(xiàn)象。此時進(jìn)入預(yù)警中斷程序，輸出信號啟動 I/O 口使故障預(yù)警指示燈閃爍。當(dāng)測試需要采集模擬信號時，啟動模擬量采集程序，通過DSP內(nèi)置的12位ADC將星上模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號，模擬量采集程序?qū)?shù)字信號轉(zhuǎn)換為約定物理單位量綱，同時從FLASH中讀取模擬參數(shù)正常閾值表，比較后輸出異常參數(shù)類型及數(shù)值。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)處理程序采集到的異常參數(shù)信息作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入信息，利用訓(xùn)練完畢的 FD-BPNN輸出判讀的故障現(xiàn)象。此時進(jìn)入預(yù)警中斷程序，輸出信號啟動I/O 口使故障預(yù)警指示燈閃爍。當(dāng)測試時需要采集星上設(shè)備地檢輸出端信號時，啟動串口采集程序，通過MAX232或者M(jìn)AX489E(根據(jù)星上設(shè)備串口協(xié)議選擇)，獲取星上參數(shù)信息，同時從FLASH中讀取參數(shù)正常閾值表，比較后輸出異常參數(shù)類型及數(shù)值。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)處理程序采集到的異常參數(shù)信息作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入信息，利用訓(xùn)練完畢的FD-BPNN輸出判讀的故障現(xiàn)象。 此時進(jìn)入預(yù)警中斷程序，輸出信號啟動I/O 口使故障預(yù)警指示燈閃爍。當(dāng)故障發(fā)生后，CPLDMAX7U8啟動鍵盤和顯示程序，使得顯示器輸出當(dāng)前故障單機(jī)和分系統(tǒng)。同時，當(dāng)需要選擇其他分系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷時，通過顯示器提示進(jìn)行鍵盤操作， CPLDMAX7128啟動鍵盤和顯示程序，將鍵盤輸入信息讀入，上傳給DSP自動生成配置文件并保存，按照設(shè)置的參數(shù)來運行相關(guān)分系統(tǒng)程序，從而完成分系統(tǒng)選擇設(shè)置，同時，將顯示器上相關(guān)分系統(tǒng)著色顯示。下面分別以姿軌控分系統(tǒng)、電源分系統(tǒng)、星務(wù)分系統(tǒng)、相機(jī)分系統(tǒng)的故障診斷為例對本實用新型的使用進(jìn)行介紹。1)姿軌控分系統(tǒng)故障診斷a)硬件設(shè)置首先，利用鍵盤操作選擇姿軌控分系統(tǒng)作為當(dāng)前診斷的分系統(tǒng)，讀取顯示屏確認(rèn)選擇成功，此時姿軌控分系統(tǒng)應(yīng)為著色顯示。其次，將該智能故障診斷裝置接入星上CAN總線網(wǎng)絡(luò)，通過CAN總線獲取姿軌控分系統(tǒng)的狀態(tài)遙測參數(shù)。當(dāng)測試需要采集姿軌控分系統(tǒng)模擬信號時，將姿軌控分系統(tǒng)中心計算機(jī)的模擬信號輸出端與智能故障診斷裝置的ADC輸入端連接，以獲取姿軌控分系統(tǒng)陀螺、紅外地球敏感器等部件的模擬信號。在進(jìn)行分系統(tǒng)測試時需要采集單機(jī)地檢輸出端信號時，如動量輪，將姿軌控分系統(tǒng)單機(jī)的地檢口與智能故障診斷裝置的MAX232或者M(jìn)AX489E接口連接，以獲取動量輪地檢信號。b)軟件設(shè)置以姿軌控分系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)異?，F(xiàn)象為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入信號，以定位的故障類型為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出信號，針對姿軌控分系統(tǒng)建立FD-BPNN，完成訓(xùn)練后固化為姿軌控分系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。將該程序在DSP的仿真測試平臺CCS上進(jìn)行調(diào)試仿真成功后， 寫入該裝置DSP系統(tǒng)的FLASH中，完成軟件設(shè)置。c)診斷過程姿軌控分系統(tǒng)陀螺加電工作過程中，通過總線收發(fā)器SN65HVD230采集CAN總線上所監(jiān)測陀螺馬達(dá)電流遙測值，同時，從FLASH中讀取正常閾值表中馬達(dá)電流正常閾值，當(dāng)該參數(shù)超出設(shè)定閾值，啟動I/O 口輸出信號使得故障預(yù)警指示燈閃爍，同時通過 CPLD在液晶屏上顯示故障參數(shù)對應(yīng)的設(shè)備陀螺及姿軌控分系統(tǒng)。DSP此時根據(jù)故障設(shè)備及分系統(tǒng)信息，啟動姿軌控分系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，將陀螺馬達(dá)電流遙測值作為FD-BPNN 輸入信息，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序經(jīng)過FD-BPNN多層計算，輸出定位為陀螺堵轉(zhuǎn)故障。其后DSP 讀取FLASH中預(yù)存建議處理方案代碼并顯示。根據(jù)智能故障診斷裝置的診斷結(jié)果，對陀螺頭部進(jìn)行檢測，可驗證診斷結(jié)果。如應(yīng)用至其他型號小衛(wèi)星姿軌控分系統(tǒng)，需重新配置測試參數(shù)，可對智能故障診斷裝置進(jìn)行重新初始化設(shè)置。2)電源分系統(tǒng)故障診斷a)硬件設(shè)置首先，利用鍵盤操作選擇電源分系統(tǒng)作為當(dāng)前診斷的分系統(tǒng)，讀取顯示屏確認(rèn)選擇成功，此時電源分系統(tǒng)應(yīng)為著色顯示。其次，將該智能故障診斷裝置接入星上CAN總線網(wǎng)絡(luò)，通過CAN總線獲取電源分系統(tǒng)的狀態(tài)遙測參數(shù)。當(dāng)測試需要采集電源分系統(tǒng)模擬信號時，將電源分系統(tǒng)的模擬信號輸出端與智能故障診斷裝置的ADC輸入端連接，以獲取電源分系統(tǒng)蓄電池等部件的模擬信號。在進(jìn)行分系統(tǒng)測試時需要采集單機(jī)地檢輸出端信號時，將單機(jī)的地檢口與智能故障診斷裝置的MAX232或者M(jìn)AX489E接口連接，以獲取其地檢信號。b)軟件設(shè)置以電源分系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)異?，F(xiàn)象為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入信號，以定位的故障類型為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出信號，針對電源分系統(tǒng)建立FD-BPNN，完成訓(xùn)練后固化為電源分系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。將該程序在DSP的仿真測試平臺CCS上進(jìn)行調(diào)試仿真成功后，寫入該裝置DSP系統(tǒng)的FLASH中，完成軟件設(shè)置。c)診斷過程電源分系統(tǒng)蓄電池處于充電過程時，通過總線收發(fā)器SN65HVD230采集CAN總線上所監(jiān)測蓄電池充電時溫度遙測值，同時，從FLASH中讀取正常閾值表中蓄電池充電時溫度正常閾值20°C，當(dāng)該參數(shù)超出設(shè)定閾值20°C時，啟動I/O 口輸出信號使得故障預(yù)警指示燈閃爍，同時通過CPLD在液晶屏上顯示故障參數(shù)對應(yīng)的設(shè)備蓄電池及電源分系統(tǒng)。DSP此時根據(jù)故障設(shè)備及分系統(tǒng)信息，啟動電源分系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，將蓄電池充電時溫度遙測值作為FD-BPNN輸入信息，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序經(jīng)過FD-BPNN多層計算，輸出定位為蓄電池充滿電后沒有有效終止充電，造成過充電。其后DSP讀取FLASH中預(yù)存建議處理方案代碼并顯示。根據(jù)智能故障診斷裝置的診斷結(jié)果，對蓄電池進(jìn)行檢測，可驗證診斷結(jié)果。如應(yīng)用至其他型號小衛(wèi)星電源分系統(tǒng)，需重新配置測試參數(shù)，可對智能故障診斷裝置進(jìn)行重新初始化設(shè)置。3)星務(wù)分系統(tǒng)故障診斷a)硬件設(shè)置首先，利用鍵盤操作選擇星務(wù)分系統(tǒng)作為當(dāng)前診斷的分系統(tǒng)，讀取顯示屏確認(rèn)選擇成功，此時星務(wù)分系統(tǒng)應(yīng)為著色顯示。其次，將該智能故障診斷裝置接入星上CAN總線網(wǎng)絡(luò)，通過CAN總線獲取星務(wù)分系統(tǒng)的狀態(tài)遙測參數(shù)。當(dāng)測試需要采集星務(wù)分系統(tǒng)模擬信號時，將星務(wù)分系統(tǒng)的模擬信號輸出端與智能故障診斷裝置的ADC輸入端連接，以獲取星務(wù)分系統(tǒng)部件的模擬信號。在進(jìn)行分系統(tǒng)測試時需要采集單機(jī)地檢輸出端信號時，將單機(jī)的地檢口與智能故障診斷裝置的MAX232或者M(jìn)AX489E接口連接，以獲取其地檢信號。b)軟件設(shè)置以星務(wù)分系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)異?，F(xiàn)象為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入信號，以定位的故障類型為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出信號，針對星務(wù)分系統(tǒng)建立FD-BPNN，完成訓(xùn)練后固化為星務(wù)分系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。將該程序在DSP的仿真測試平臺CCS上進(jìn)行調(diào)試仿真成功后，寫入該裝置DSP系統(tǒng)的FLASH中，完成軟件設(shè)置。c)診斷過程星務(wù)分系統(tǒng)上電工作后星時開始累計，通過總線收發(fā)器SN65HVD230 采集CAN總線上所監(jiān)測星務(wù)中心計算機(jī)主份星時遙測值，同時，從FLASH中讀取正常閾值表中正常閾值比較，當(dāng)星時累計混亂時，啟動I/O 口輸出信號使得故障預(yù)警指示燈閃爍，同時通過CPLD在液晶屏上顯示故障參數(shù)對應(yīng)的設(shè)備星務(wù)中心計算機(jī)及星務(wù)分系統(tǒng)。DSP此時根據(jù)故障設(shè)備及分系統(tǒng)信息，啟動星務(wù)分系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，將星時遙測值作為FD-BPNN 輸入信息，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序經(jīng)過FD-BPNN多層計算，輸出定位為星務(wù)中心計算機(jī)主份工作異常。其后DSP讀取FLASH中預(yù)存建議處理方案代碼并顯示。根據(jù)智能故障診斷裝置的診斷結(jié)果，對星務(wù)中心計算機(jī)進(jìn)行檢測，可驗證診斷結(jié)果。如應(yīng)用至其他型號小衛(wèi)星星務(wù)分系統(tǒng)，需重新配置測試參數(shù)，可對智能故障診斷裝置進(jìn)行重新初始化設(shè)置。本實用新型說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
權(quán)利要求1.一種基于DSP的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)小衛(wèi)星智能故障診斷裝置，其特征在于包括數(shù)字信號處理器DSP、可編程邏輯器CPLD、存儲器單元、總線收發(fā)器、串口通信模塊；存儲器單元中存儲故障診斷BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和診斷參數(shù)的閾值；串口通信模塊采集星上設(shè)備地檢輸出端信號并送至數(shù)字信號處理器DSP ；總線收發(fā)器采集衛(wèi)星CAN總線上所監(jiān)測的參數(shù)源碼并送至數(shù)字信號處理器DSP ；數(shù)字信號處理器DSP通過ADC將星上模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號，根據(jù)數(shù)據(jù)格式約定，獲取所述數(shù)字量信號、參數(shù)源碼或者星上設(shè)備地檢輸出端信號中包含的參數(shù)值，并和存儲器單元中存儲的對應(yīng)參數(shù)的閾值進(jìn)行比較，當(dāng)參數(shù)值超出對應(yīng)的閾值時由數(shù)字信號處理器DSP通過I/O 口發(fā)出故障預(yù)警，同時調(diào)用存儲器單元中的故障診斷BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法得到相應(yīng)的故障點和故障類型送至可編程邏輯器CPLD ；可編程邏輯器CPLD啟動顯示器，使得顯示器輸出當(dāng)前故障點和故障類型；當(dāng)需要選擇其他分系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷時， 可編程邏輯器CPLD啟動鍵盤并將鍵盤輸入信息讀入，上傳給數(shù)字信號處理器DSP進(jìn)行新參數(shù)的故障診斷過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)小衛(wèi)星智能故障診斷裝置，其特征在于所述的數(shù)字信號處理器DSP為TI公司的TMS320F2812。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)小衛(wèi)星智能故障診斷裝置，其特征在于所述的可編程邏輯器CPLD為Altera公司的CPLDMAX7U8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)小衛(wèi)星智能故障診斷裝置，其特征在于所述的存儲器單元為htegrated Circuit Solution公司的IS61LV25616芯片和 FUJITSU 公司的 MBiC9LV800BA 芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)小衛(wèi)星智能故障診斷裝置，其特征在于所述的總線收發(fā)器為飛利浦公司的SN65HVD230。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于DSP的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)小衛(wèi)星智能故障診斷裝置，其特征在于所述的串口通信模塊為MAXIM的MAX232或者M(jìn)AX489E。
專利摘要一種基于DSP的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)小衛(wèi)星智能故障診斷裝置，包括數(shù)字信號處理器DSP及其外圍設(shè)備、可編程邏輯器CPLD、存儲器單元、總線收發(fā)器和串口通信模塊。本故障診斷裝置可通過星上CAN總線監(jiān)測各單機(jī)遙測參數(shù)，一旦監(jiān)測到異常參數(shù)，可利用已建立的四層故障診斷BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷故障單機(jī)和原因，并顯示結(jié)果，進(jìn)行故障預(yù)警指示。同時，本故障裝置還可通過采集單機(jī)地檢串口信號、采集模擬量信號，進(jìn)行故障診斷和預(yù)警。本故障診斷裝置可對小衛(wèi)星各分系統(tǒng)多單機(jī)的各種參數(shù)同時監(jiān)測，適用于定位復(fù)雜的系統(tǒng)級故障，提高了小衛(wèi)星測試過程中故障診斷的實時性和準(zhǔn)確性，適應(yīng)于不同配置和應(yīng)用的小衛(wèi)星整星測試及各分系統(tǒng)聯(lián)合測試。
文檔編號B64G1/66GK202183018SQ201120271890
公開日2012年4月4日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者劉一薇, 李黎 申請人:航天東方紅衛(wèi)星有限公司