專利名稱：一種基于綜合電子平臺(tái)的航天器自主健康管理體系結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種航天器自主健康管理體系結(jié)構(gòu)，屬于衛(wèi)星自主健康管理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
航天器自主健康管理是指在不依賴地面支持，獨(dú)立、安全、可靠運(yùn)行的能力。自主能力的大小反映了航天器健康管理對地面和操作人員的依賴程度的高低。自主健康管理技術(shù)能夠提供航天器三個(gè)方面的能力:一是減少地面干預(yù)和地面系統(tǒng)的測控任務(wù)量，自主完成在軌正常運(yùn)行的各項(xiàng)任務(wù)；二是根據(jù)航天器故障預(yù)報(bào)模型或可靠性模型預(yù)測系統(tǒng)部件工作狀況和發(fā)展趨勢，避免失效發(fā)生；三是在故障發(fā)生時(shí)，進(jìn)行故障診斷，確定哪些部件未正常工作或性能下降，根據(jù)故障處理策略進(jìn)行故障隔離、系統(tǒng)重構(gòu)，使系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài)或降級(jí)使用。從航天器發(fā)展趨勢看，越來越強(qiáng)的高可靠和高自主性需求、諸多“自主運(yùn)行”的任務(wù)要求、以及以星座長期管理為代表的任務(wù)模式都對發(fā)展航天器自主健康管理技術(shù)提出了迫切需求，而如何科學(xué)建立航天器自主健康管理的體系結(jié)構(gòu)是自主健康管理技術(shù)的核心，也是實(shí)現(xiàn)高效可靠的管理目標(biāo)的基礎(chǔ)。目前國外最新研制的航天器多數(shù)已具備自主健康管理能力，而國內(nèi)航天器自主健康管理很大程度上還處于試驗(yàn)階段，自主健康管理技術(shù)的優(yōu)勢還沒有充分發(fā)揮，尤其缺少系統(tǒng)級(jí)體系架構(gòu)的設(shè)計(jì)，分系統(tǒng)(單機(jī))間關(guān)聯(lián)信息未得到充分利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于綜合電子平臺(tái)的航天器自主健康管理體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)`分級(jí)、分層次的航天器健康管理方式。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:—種基于綜合電子平臺(tái)的航天器自主健康管理體系結(jié)構(gòu)，包括:專用檢測和模式控制模塊、中心處理器、平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元和控制綜合業(yè)務(wù)單元，中心處理器中包括FDIR中心控制任務(wù)模塊和關(guān)聯(lián)故障健康管理模塊，平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元包括平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊和遙測采集指令輸出模塊，控制綜合業(yè)務(wù)單元包括控制推進(jìn)遙測采集模塊、外部報(bào)警接口模塊和控制綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊；平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元中的遙測采集指令輸出模塊采集航天器上的非控制部件的遙測信息，并將所述遙測信息送入平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊中，平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊根據(jù)預(yù)設(shè)的非控制部件健康管理規(guī)則判斷所述非控制部件的健康狀態(tài)，之后將所述非控制部件的健康狀態(tài)通過1553B總線發(fā)送到中心處理器，同時(shí)平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊還將所述平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元的健康狀態(tài)通過1553B總線發(fā)送給中心處理器；控制綜合業(yè)務(wù)單元中的控制推進(jìn)遙測采集模塊采集航天器上的控制部件的遙測信息，并將所述控制部件的遙測信息送入控制綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊中進(jìn)行處理，控制綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊根據(jù)預(yù)設(shè)的控制部件健康管理規(guī)則判斷所述控制部件的健康狀態(tài)，之后將所述控制部件的健康狀態(tài)通過1553B總線發(fā)送到中心處理器，同時(shí)控制綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊還將所述控制綜合業(yè)務(wù)單元的健康狀態(tài)通過1553B總線發(fā)送給中心處理器；外部報(bào)警接口模塊將地球敏感器的健康狀態(tài)發(fā)送給專用檢測和模式控制模塊，專用檢測和模式控制模塊根據(jù)外部報(bào)警接口模塊發(fā)送過來的地球敏感器的健康狀態(tài)判斷地球敏感器是否發(fā)生故障，若健康狀態(tài)為地球敏感器信號(hào)丟失，即發(fā)生地球敏感器信號(hào)丟失故障，則專用檢測和模式控制模塊發(fā)送對日定向指令序列令航天器轉(zhuǎn)入對日定向安全模式；中心處理器中的FDIR中心控制任務(wù)模塊根據(jù)1553B總線傳輸過來的信息和預(yù)設(shè)的健康管理規(guī)則判斷平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元和控制綜合業(yè)務(wù)單元的健康狀態(tài)，如果發(fā)生故障，則通過1553B總線發(fā)送指令恢復(fù)序列給平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元或控制綜合業(yè)務(wù)單元，對發(fā)生故障的單元進(jìn)行重構(gòu)，同時(shí)，F(xiàn)DIR中心控制任務(wù)模塊還通過1553B總線和遙測采集指令輸出模塊發(fā)送非控制部件重組指令序列給發(fā)生故障的非控制部件，令其恢復(fù)正常，通過1553B總線和控制推進(jìn)遙測采集模塊發(fā)送控制部件重組指令序列給發(fā)生故障的控制部件，令其恢復(fù)正常；中心處理器中的關(guān)聯(lián)故障健康管理模塊處理航天器能源和姿態(tài)的健康狀態(tài)，若航天器能源發(fā)生故障， 則發(fā)送指令序列對與航天器能源相關(guān)聯(lián)的部件進(jìn)行重組，令航天器能源恢復(fù)正常，若航天器姿態(tài)發(fā)生故障，則發(fā)送指令序列對與航天器姿態(tài)相關(guān)聯(lián)的部件進(jìn)行重組，令航天器姿態(tài)恢復(fù)正常；中心處理器將其自身的健康狀態(tài)信息發(fā)送給專用檢測和模式控制模塊，若中心處理器發(fā)生故障，則專用檢測和模式控制模塊發(fā)送指令恢復(fù)序列令中心處理器恢復(fù)正常。所述平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元、控制綜合業(yè)務(wù)單元和中心處理器中的FDIR中心控制任務(wù)模塊處理航天器的一級(jí)故障，所述航天器的一級(jí)故障是指發(fā)生在航天器部件的一次
獨(dú)立故障。所述中心處理器中的關(guān)聯(lián)故障健康管理模塊處理航天器的二級(jí)故障，所述二級(jí)故障是指與航天器能源或者姿態(tài)相關(guān)的關(guān)聯(lián)性故障。航天器的三級(jí)故障和四級(jí)故障通過專用檢測和模式控制模塊進(jìn)行處理，所述三級(jí)故障是指中心處理器的硬件或者軟件發(fā)生故障，四級(jí)故障是指航天器上地球敏感期信號(hào)丟失故障。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:( I)本發(fā)明中的基于綜合電子平臺(tái)的航天器自主健康管理體系結(jié)構(gòu)采用分級(jí)控制方式，該控制方式合理利用星上的計(jì)算資源由中心處理器和綜合業(yè)務(wù)單元共同完成健康管理任務(wù)，具備良好的總體和局部控制性能。(2)本發(fā)明根據(jù)我國航天器的設(shè)計(jì)特點(diǎn)將故障分為五級(jí)，每級(jí)故障采用不同的檢測方法和恢復(fù)策略，形成了分級(jí)、分層次的健康管理架構(gòu)。各級(jí)故障的檢測方法和恢復(fù)策略充分利用航天器各對象之間的相關(guān)性，使完成健康管理的各個(gè)功能模塊既能相互協(xié)作，又保持清晰的任務(wù)界面。
( 3 )本發(fā)明的自主健康管理體系結(jié)構(gòu)基于通用的綜合電子平臺(tái)，具有通用性，可適應(yīng)不同類型航天器的健康管理需求。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式1、故障分級(jí)本發(fā)明根據(jù)我國航天器的設(shè)計(jì)特點(diǎn)將故障分為五級(jí)，每級(jí)故障采用不同的檢測方法和恢復(fù)策略，形成了分級(jí)、分層次的健康管理架構(gòu)。故障分級(jí)和各級(jí)故障的恢復(fù)方法如下:第O級(jí)故障(IevelO):可容忍錯(cuò)誤，可自主對故障進(jìn)行處理和恢復(fù)，無需綜合電子軟硬件干預(yù)。第O級(jí)故障發(fā)生后，對單機(jī)、分系統(tǒng)和整星的功能沒有影響。第I級(jí)故障(Ievell):部件級(jí)獨(dú)立故障，I級(jí)故障指發(fā)生在部件(含單機(jī)、單板、模塊等)的一次獨(dú)立故障。I級(jí)故障又分為2個(gè)子等級(jí):1-a級(jí)故障:非控制部件以及綜合業(yè)務(wù)單元發(fā)生故障。Ι-b級(jí)故障:姿軌控分系統(tǒng)敏感器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障。第2級(jí)故障(leVe12):關(guān)聯(lián)性故障。第2級(jí)故障是指與航天器能源或者姿態(tài)相關(guān)的關(guān)聯(lián)性故障，2級(jí)故障由關(guān)聯(lián)故障健康管理模塊對其進(jìn)行檢測和恢復(fù)，2級(jí)故障導(dǎo)致衛(wèi)星相關(guān)功能鏈重組。第3級(jí)故障(leVe13):中心管理單元的硬件或軟件發(fā)生故障。第4級(jí)故障(leVe14):最高級(jí)故障，4級(jí)故障是指航天器上地球敏感期信號(hào)丟失故障，此類故障無法由低級(jí)(O - 3級(jí))的故障機(jī)制進(jìn)行檢測和恢復(fù)。此類故障導(dǎo)致航天器進(jìn)入對日定向安全模式，進(jìn)入安全模式后，將等待地面的分析與處理。以上5級(jí)故障的健康管理在綜合電子平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)，由綜合電子平臺(tái)的中心處理器、平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元、控制綜合業(yè)務(wù)單元、專用檢測和模式控制模塊共同完成健康信息整合、故障診斷以及重構(gòu)恢復(fù)。2、自主健康管理體系結(jié)構(gòu)和工作流程本發(fā)明設(shè)計(jì)了基于綜合電子平臺(tái)的航天器自主健康管理體系結(jié)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)分級(jí)、分層次的航天器健康管理。如圖1所示為本發(fā)明的系統(tǒng)組成，包括專用檢測和模式控制模塊、中心處理器、平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元和控制綜合業(yè)務(wù)單元，中心處理器中包括FDIR中心控制任務(wù)模塊和關(guān)聯(lián)故障健康管理模塊，平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元包括平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊和遙測采集指令輸出模塊，控制綜合業(yè)務(wù)單元包括控制推進(jìn)遙測采集模塊、外部報(bào)警接口模塊和控制綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊；平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元中的遙測采集指令輸出模塊采集航天器上的非控制部件的遙測信息，并將所述遙測信息送入平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊中，平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊根據(jù)預(yù)設(shè)的非控制部件健康管理規(guī)則判斷所述非控制部件的健康狀態(tài)，之后將所述非控制部 件的健康狀態(tài)通過1553B總線發(fā)送到中心處理器，同時(shí)平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊還將所述平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元的健康狀態(tài)通過1553B總線發(fā)送給中心處理器；控制綜合業(yè)務(wù)單元中的控制推進(jìn)遙測采集模塊采集航天器上的控制部件的遙測信息，并將所述控制部件的遙測信息送入控制綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊中進(jìn)行處理，控制綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊根據(jù)預(yù)設(shè)的控制部件健康管理規(guī)則判斷所述控制部件的健康狀態(tài)，之后將所述控制部件的健康狀態(tài)通過1553B總線發(fā)送到中心處理器，同時(shí)控制綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊還將所述控制綜合業(yè)務(wù)單元的健康狀態(tài)通過1553B總線發(fā)送給中心處理器；外部報(bào)警接口模塊將地球敏感器的健康狀態(tài)發(fā)送給專用檢測和模式控制模塊，專用檢測和模式控制模塊根據(jù)外部報(bào)警接口模塊發(fā)送過來的地球敏感器的健康狀態(tài)判斷地球敏感器是否發(fā)生故障，若健康狀態(tài)為地球敏感器信號(hào)丟失，即發(fā)生地球敏感器信號(hào)丟失故障，則專用檢測和模式控制模塊發(fā)送對日定向指令序列令航天器轉(zhuǎn)入對日定向安全模式；中心處理器中的FDIR中心控制任務(wù)模塊根據(jù)1553B總線傳輸過來的信息和預(yù)設(shè)的健康管理規(guī)則判斷平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元和控制綜合業(yè)務(wù)單元的健康狀態(tài)，如果發(fā)生個(gè)故障，則通過1553B總線發(fā)送指令恢復(fù)序列給平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元或控制綜合業(yè)務(wù)單元，令發(fā)生故障的單元進(jìn)行重構(gòu)，同時(shí)，F(xiàn)DIR中心控制任務(wù)模塊還通過1553B總線和遙測采集指令輸出模塊發(fā)送非控制部件重組指令序列給發(fā)生故障的非控制部件，令其恢復(fù)正常，通過1553B總線和控制推進(jìn)遙測采集模塊發(fā)送控制部件重組指令序列給發(fā)生故障的控制部件，令其恢復(fù)正常；中心處理器中的關(guān)聯(lián)故障健康管理模塊處理航天器能源和姿態(tài)的健康狀態(tài)，若航天器能源發(fā)生故障，則發(fā)送指令序列對與航天器能源相關(guān)聯(lián)的部件進(jìn)行重組，令航天器能源恢復(fù)正常，若航天器姿態(tài)發(fā)生故障，則發(fā)送指令序列對與航天器姿態(tài)相關(guān)聯(lián)的部件進(jìn)行重組，令航天器姿態(tài)恢復(fù)正常；中心處理器將其自身的健康狀態(tài)信息發(fā)送給專用檢測和模式控制模塊，若中心處理器發(fā)生故障，則專用檢測和模式控制模塊發(fā)送指令恢復(fù)序列令中心處理器恢復(fù)正常。以上健康管理體系采用模塊化分級(jí)設(shè)計(jì)的思想，該體系結(jié)構(gòu)能夠減少中心處理器的負(fù)擔(dān)，利于適應(yīng)復(fù)雜多變的工作環(huán)境，并具有較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。根據(jù)故障分級(jí)，各級(jí)故障的健康管理由不同模塊完成:第I級(jí)故障的健康管理通過平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊、控制綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊、FDIR中心控制任務(wù)模塊共同完成。第2級(jí)故障的健康管理通過關(guān)聯(lián)故障健康管理模塊完成。第3級(jí)故障、第4級(jí)故障的健康管理通過專用檢測和模式控制模塊完成。下面對各組成模塊分別進(jìn)行介紹。一、平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊根據(jù)預(yù)設(shè)的非控制部件健康管理規(guī)則給出所述非控制部件和自身的健康狀態(tài)信息，其工作流程如下: (I)平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元通過通用的遙測采集指令輸出模塊采集航天器上的非控制部件的遙測信息，并發(fā)送給平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊；
(2)平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊根據(jù)預(yù)設(shè)的非控制部件健康管理規(guī)則判斷所述非控制部件的健康狀態(tài)，并給出診斷的結(jié)果(即部件健康狀態(tài)信息和自身健康狀態(tài)信息)。其中，自身健康狀態(tài)信息為平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元的健康狀態(tài)信息。(3)平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊通過1553B總線將非控制部件的健康狀態(tài)和自身的健康狀態(tài)信息發(fā)送給中心處理器。二、控制綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊控制綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊根據(jù)預(yù)設(shè)的控制部件健康管理規(guī)則給出所述控制部件和自身的健康狀態(tài)信息，其工作流程如下:(I)控制綜合業(yè)務(wù)單元通過通用的控制遙測采集模塊采集航天器上的控制部件的遙測信息，并發(fā)送給控制綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊；(2)控制綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊根據(jù)預(yù)設(shè)的控制部件健康管理規(guī)則判斷所述控制部件的健康狀態(tài)，并給出診斷的結(jié)果(即部件健康狀態(tài)信息和自身健康狀態(tài)信息)。其中，自身健康狀態(tài)信息為控制綜合業(yè)務(wù)單元的健康狀態(tài)信息。(3)控制綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊通過1553B總線將控制部件的健康狀態(tài)和自身的健康狀態(tài)信息發(fā)送給中心處理器。(4)當(dāng)診斷出地球敏感器信號(hào)丟失故障，控制綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊將該信息送給外部報(bào)警接口模塊， 通過外部報(bào)警接口模塊將信息發(fā)送給專用檢測和模式控制模塊。三、FDIR中心控制任務(wù)模塊FDIR中心控制任務(wù)模塊根據(jù)平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元、控制綜合業(yè)務(wù)單元提供的健康狀態(tài)信息對各部件以及綜合業(yè)務(wù)單元進(jìn)行統(tǒng)一管理，其工作流程如下:(I)中心處理器通過1553B總線接收平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元、控制綜合業(yè)務(wù)單元提供的健康狀態(tài)信息；(2)中心處理器中的FDIR中心控制任務(wù)模塊對平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元、控制綜合業(yè)務(wù)單元提供的健康狀態(tài)信息進(jìn)行判斷，如有異常，生成相應(yīng)的恢復(fù)指令；(3) FDIR中心控制任務(wù)模塊的恢復(fù)指令通過1553B總線發(fā)送給綜合業(yè)務(wù)單元，完成一級(jí)故障的恢復(fù)。 四、關(guān)聯(lián)故障健康管理模塊關(guān)聯(lián)故障健康管理模塊對能源、姿態(tài)等航天器重要功能的異常進(jìn)行判斷，并生成相關(guān)的異?；謴?fù)指令序列，其工作流程如下:(I)中心處理器通過1553B總線接收平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元、控制綜合業(yè)務(wù)單元提供的航天器能源和姿態(tài)的健康狀態(tài)；(2)中心處理器中的關(guān)聯(lián)故障健康管理模塊對航天器能源和姿態(tài)的健康狀態(tài)進(jìn)行判斷，如有異常，生成相應(yīng)的恢復(fù)指令序列；(3)當(dāng)航天器能源發(fā)生故障時(shí)，關(guān)聯(lián)故障健康管理模塊的恢復(fù)指令序列通過1553B總線發(fā)送給平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元，并輸出指令，對與航天器能源相關(guān)聯(lián)的部件進(jìn)行重組，完成二級(jí)故障的恢復(fù)；(4)當(dāng)航天器姿態(tài)發(fā)生故障時(shí)，關(guān)聯(lián)故障健康管理模塊的恢復(fù)指令序列通過1553B總線發(fā)送給控制綜合業(yè)務(wù)單元，并輸出指令，對與航天器姿態(tài)相關(guān)聯(lián)的部件進(jìn)行重組，完成二級(jí)故障的恢復(fù)。五、專用檢測和模式控制模塊專用檢測和模式控制模塊負(fù)責(zé)衛(wèi)星3級(jí)故障和4級(jí)故障的健康管理。中心管理單元由A機(jī)、B機(jī)和應(yīng)急計(jì)算機(jī)組成。對于3級(jí)故障，即中心管理單元自身的軟件、硬件故障，由專用檢測和模式控制模塊完成復(fù)位、切機(jī)等動(dòng)作，具體邏輯如下:( I)專用檢測和模式控制模塊為中心管理單元的A機(jī)、B機(jī)和應(yīng)急計(jì)算機(jī)設(shè)置“看門狗”電路，使用看門狗計(jì)數(shù)器監(jiān)視A機(jī)、B機(jī)和應(yīng)急計(jì)算機(jī)中當(dāng)班機(jī)的工作狀態(tài)。(2)當(dāng)中心管理單元工作正常時(shí)，會(huì)定期發(fā)出清狗信號(hào)(假設(shè)中心管理單元每隔M秒發(fā)出清狗信號(hào))。如果看門狗計(jì)數(shù)器連續(xù)N個(gè)周期(M * N秒)未收到來自中心管理單元的清狗信號(hào)，專用檢測和模式控制模塊將對中心管理單元的A機(jī)進(jìn)行復(fù)位操作；(3)中心管理單元A機(jī)復(fù)位后，專用檢測和模式控制模塊連續(xù)N個(gè)周期仍然未收到中心管理單元A機(jī)發(fā)出的清狗信號(hào)，則專用檢測和模式控制模塊檢查允許切機(jī)標(biāo)志。如果該標(biāo)志為“允許切機(jī)”， 則中心管理單元由A機(jī)切換到B機(jī)，同時(shí)將允許切機(jī)標(biāo)志置為“禁止切機(jī)”;(4)如果專用檢測和模式控制模塊連續(xù)2N個(gè)周期沒有收到清狗信號(hào)，且允許切機(jī)標(biāo)志為“禁止切機(jī)”，則專用檢測和模式控制模塊關(guān)閉中心管理單元的A機(jī)和B機(jī)，并開啟應(yīng)急計(jì)算機(jī)。對于4級(jí)故障，其工作流程如下:當(dāng)控制綜合業(yè)務(wù)單元的外部報(bào)警接口模塊產(chǎn)生地球敏感器信號(hào)丟失故障報(bào)警時(shí)，專用檢測和模式控制模塊產(chǎn)生相應(yīng)的指令序列，該指令序列使航天器進(jìn)入對日定向安全模式，等待地面處理。本發(fā)明說明書中未作詳細(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
1.一種基于綜合電子平臺(tái)的航天器自主健康管理體系結(jié)構(gòu)，其特征在于包括:專用檢測和模式控制模塊、中心處理器、平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元和控制綜合業(yè)務(wù)單元，中心處理器中包括FDIR中心控制任務(wù)模塊和關(guān)聯(lián)故障健康管理模塊，平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元包括平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊和遙測采集指令輸出模塊，控制綜合業(yè)務(wù)單元包括控制推進(jìn)遙測采集模塊、外部報(bào)警接口模塊和控制綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊； 平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元中的遙測采集指令輸出模塊采集航天器上的非控制部件的遙測信息，并將所述遙測信息送入平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊中，平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊根據(jù)預(yù)設(shè)的非控制部件健康管理規(guī)則判斷所述非控制部件的健康狀態(tài)，之后將所述非控制部件的健康狀態(tài)通過1553B總線發(fā)送到中心處理器，同時(shí)平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊還將所述平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元的健康狀態(tài)通過1553B總線發(fā)送給中心處理器； 控制綜合業(yè)務(wù)單元中的控制推進(jìn)遙測采集模塊采集航天器上的控制部件的遙測信息，并將所述控制部件的遙測信息送入控制綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊中進(jìn)行處理，控制綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊根據(jù)預(yù)設(shè)的控制部件健康管理規(guī)則判斷所述控制部件的健康狀態(tài)，之后將所述控制部件的健康狀態(tài)通過1553B總線發(fā)送到中心處理器，同時(shí)控制綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊還將所述控制綜合業(yè)務(wù)單元的健康狀態(tài)通過1553B總線發(fā)送給中心處理器；外部報(bào)警接口模塊將地球敏感器的健康狀態(tài)發(fā)送給專用檢測和模式控制模塊， 專用檢測和模式控制模塊根據(jù)外部報(bào)警接口模塊發(fā)送過來的地球敏感器的健康狀態(tài)判斷地球敏感器是 否發(fā)生故障，若健康狀態(tài)為地球敏感器信號(hào)丟失，即發(fā)生地球敏感器信號(hào)丟失故障，則專用檢測和模式控制模塊發(fā)送對日定向指令序列令航天器轉(zhuǎn)入對日定向安全模式； 中心處理器中的FDIR中心控制任務(wù)模塊根據(jù)1553B總線傳輸過來的信息和預(yù)設(shè)的健康管理規(guī)則判斷平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元和控制綜合業(yè)務(wù)單元的健康狀態(tài)，如果發(fā)生故障，則通過1553B總線發(fā)送指令恢復(fù)序列給平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元或控制綜合業(yè)務(wù)單元，對發(fā)生故障的單元進(jìn)行重構(gòu)，同時(shí)，F(xiàn)DIR中心控制任務(wù)模塊還通過1553B總線和遙測采集指令輸出模塊發(fā)送非控制部件重組指令序列給發(fā)生故障的非控制部件，令其恢復(fù)正常，通過1553B總線和控制推進(jìn)遙測采集模塊發(fā)送控制部件重組指令序列給發(fā)生故障的控制部件，令其恢復(fù)正常； 中心處理器中的關(guān)聯(lián)故障健康管理模塊處理航天器能源和姿態(tài)的健康狀態(tài)，若航天器能源發(fā)生故障，則發(fā)送指令序列對與航天器能源相關(guān)聯(lián)的部件進(jìn)行重組，令航天器能源恢復(fù)正常，若航天器姿態(tài)發(fā)生故障，則發(fā)送指令序列對與航天器姿態(tài)相關(guān)聯(lián)的部件進(jìn)行重組，令航天器姿態(tài)恢復(fù)正常；中心處理器將其自身的健康狀態(tài)信息發(fā)送給專用檢測和模式控制模塊，若中心處理器發(fā)生故障，則專用檢測和模式控制模塊發(fā)送指令恢復(fù)序列令中心處理器恢復(fù)正常。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于綜合電子平臺(tái)的航天器自主健康管理體系結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元、控制綜合業(yè)務(wù)單元和中心處理器中的FDIR中心控制任務(wù)模塊處理航天器的一級(jí)故障，所述航天器的一級(jí)故障是指發(fā)生在航天器部件的一次獨(dú)立故障。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于綜合電子平臺(tái)的航天器自主健康管理體系結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述中心處理器中的關(guān)聯(lián)故障健康管理模塊處理航天器的二級(jí)故障，所述二級(jí)故障是指與航天器能源或者姿態(tài)相關(guān)的關(guān)聯(lián)性故障。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于綜合電子平臺(tái)的航天器自主健康管理體系結(jié)構(gòu)，其特征在于:航天器的三級(jí)故障和四級(jí)故障通過專用檢測和模式控制模塊進(jìn)行處理，所述三級(jí)故障是指中心處理器 的硬件或者軟件發(fā)生故障，四級(jí)故障是指航天器上地球敏感期信號(hào)丟失故障。
全文摘要
一種基于綜合電子平臺(tái)的航天器自主健康管理體系結(jié)構(gòu)，將航天器故障分為5級(jí)，每級(jí)故障采用不同的檢測方法和恢復(fù)策略，形成了分級(jí)、分層次的健康管理架構(gòu)。0級(jí)故障通過單機(jī)自身可靠性設(shè)計(jì)保證，平臺(tái)載荷綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊、控制綜合業(yè)務(wù)單元健康管理模塊、FDIR中心控制任務(wù)模塊完成1級(jí)故障的健康管理，關(guān)聯(lián)故障健康管理模塊完成2級(jí)故障的健康管理，專用檢測和模式控制模塊完成3級(jí)、4級(jí)故障的健康管理。本發(fā)明體系結(jié)構(gòu)基于通用的綜合電子平臺(tái)，具有通用性，可適應(yīng)不同類型航天器的健康管理需求。
文檔編號(hào)G05B23/02GK103217974SQ20131014156
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者潘宇倩, 劉崇華, 楊聰偉, 張弓, 白東煒, 定宇, 郝文宇, 王慶華, 曹錦 申請人:北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部