專利名稱：一種衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)可重構(gòu)性度量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)可重構(gòu)性度量方法，屬于航天器可重構(gòu)性研究技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著空間科學技術(shù)的快速發(fā)展，航天器在軌運行可靠性日益受到重視。在軌衛(wèi)星長時間工作在真空、失重、高低溫和強輻射的環(huán)境下，任務(wù)多樣化和復雜程度的日益增加使得對于衛(wèi)星控制系統(tǒng)可靠性的要求越來越高，但是受重量和成本的限制，出現(xiàn)的故障并不能完全依靠硬件冗余解決，如何充分利用星載資源實現(xiàn)在軌可重構(gòu)以確保衛(wèi)星任務(wù)的正常實施和在軌可靠運行已成為當前發(fā)展趨勢。
提高衛(wèi)星在軌重構(gòu)能力，除了提出有效的故障重構(gòu)方法之外，另一條有效途徑是提高系統(tǒng)的可重構(gòu)性設(shè)計水平，針對在軌故障情況，預先進行可重構(gòu)性度量，從而為提高衛(wèi)星在軌故障處理能力，合理有效利用星載資源，提高衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計、優(yōu)化資源配置、衛(wèi)星在軌工作模式的合理切換等提供理論參考；針對星載資源受限情況，根據(jù)衛(wèi)星任務(wù)需求，為選擇正確的重構(gòu)策略和方案提供有力的理論支持和決策依據(jù)
發(fā)明內(nèi)容
針對衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)多執(zhí)行機構(gòu)配置方案，一重故障和二重故障情況下，本發(fā)明提出了一種衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)可重構(gòu)性度量方法，采用基于深度搜索方法實現(xiàn)系統(tǒng)可重構(gòu)性度量指標的計算，從而為選擇合適的在軌重構(gòu)方案和設(shè)計方案提供一個理論上的決策依據(jù)。
本發(fā)明為解決其技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:一種衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)可重構(gòu)性度量方法，包括如下步驟:(1)描述可重構(gòu)度量指標針對衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)可重構(gòu)性，將一重部件故障概念描述為:系統(tǒng)中只有一個獨立功能的部件發(fā)生故障；將系統(tǒng)一重部件故障下的系統(tǒng)可重構(gòu)度概念記為一重可重構(gòu)度；一重可重構(gòu)故障個數(shù)記為，一重可重構(gòu)度記為 S卩%表示系統(tǒng)所有部件個數(shù)，針對衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)可重構(gòu)性，將二重部件故障概念描述為:系統(tǒng)中有兩個最小重構(gòu)單元發(fā)生故障，將系統(tǒng)二重可重構(gòu)單元故障下的系統(tǒng)可重構(gòu)度概念記為二重可重構(gòu)度；定義二重可重構(gòu)度力二重可重構(gòu)故障個數(shù)標志為&，σ表示排列組合，C2m表示系統(tǒng)可能發(fā)生的兩部件故障數(shù)總和，則.
權(quán)利要求
1.一種衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)可重構(gòu)性度量方法，其特征在于，包括如下步驟:(1)描述可重構(gòu)度量指標針對衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)可重構(gòu)性，將一重部件故障概念描述為:系統(tǒng)中只有一個獨立功能的部件發(fā)生故障；將系統(tǒng)一重部件故障下的系統(tǒng)可重構(gòu)度概念記為一重可重構(gòu)度；一重可重構(gòu)故障個數(shù)記為 ，一重可重構(gòu)度記為 S卩:$1=2, 表示系統(tǒng)所有部件個Lm m數(shù)；針對衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)可重構(gòu)性，將二重部件故障概念描述為:系統(tǒng)中有兩個最小重構(gòu)單元發(fā)生故障，將系統(tǒng)二重可重構(gòu)單元故障下的系統(tǒng)可重構(gòu)度概念記為二重可重構(gòu)度；定義二重可重構(gòu)度為&，二重可重構(gòu)故障個數(shù)標志為(^表示排列組合，d表示系統(tǒng)可能發(fā)生的兩部件故障數(shù)總和，則.Λ2 =告;m(2)建立執(zhí)行機構(gòu)屬性矩陣用a表示執(zhí)行機構(gòu)，記某一配置下的衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)個數(shù)為ma個，不失一般性，斜裝配置的執(zhí)行機構(gòu)對三軸都有作用力矩，在個執(zhí)行機構(gòu)中，第』個執(zhí)行部件記為 ，J = ，給每個部件標定義一個向量來描述該部件的屬性，記為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)可重構(gòu)性度量方法，屬于航天器可重構(gòu)性研究技術(shù)領(lǐng)域。該方法針對衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)發(fā)生單個部件故障和兩個部件故障情況，描述了一重故障可重構(gòu)度和二重故障可重構(gòu)度的概念，提出了可重構(gòu)性度量指標。在基于系統(tǒng)可控性、可觀性的理論基礎(chǔ)上，建立了部件屬性與系統(tǒng)可重構(gòu)性判據(jù)之間的關(guān)系，采用基于深度搜索的方法實現(xiàn)一重故障和二重故障情形下的可重構(gòu)度量指標計算。本發(fā)明可以直接針對衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)在軌多種執(zhí)行機構(gòu)配置方案進行量化的可重構(gòu)性評估，用于衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的在軌重構(gòu)策略選擇提供理論支持和計算依據(jù)，具有重要的理論和工程應(yīng)用價值。
文檔編號G05B13/04GK103207569SQ20131009086
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者程月華, 姜斌, 楊浩, 馬亞杰, 祁海銘 申請人:南京航空航天大學