基于Petri網(wǎng)的衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)剩余壽命預測方法研究.pdf

1、姿態(tài)控制系統(tǒng)是衛(wèi)星的關鍵分系統(tǒng)，其可靠性和壽命對整個衛(wèi)星的運行具有重要意義。本文針對衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)，對系統(tǒng)可重構性以及系統(tǒng)的剩余壽命預測方法進行了研究，并在此基礎上，考慮系統(tǒng)可重構性對衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)剩余壽命的影響，研究該情況下的衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)剩余壽命預測方法。
　　本文在對衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)模型和系統(tǒng)組成介紹的基礎上，研究了衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的可重構性：首先定義了衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)可重構性的概念，針對衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)執(zhí)行器分系統(tǒng)和

2、傳感器分系統(tǒng)，分別定義了可重構性判據(jù)，并基于控制能耗定義了系統(tǒng)的可重構性度量指標，還針對三正一斜裝飛輪和四斜裝飛輪配置分別進行了可重構性仿真與分析。針對衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)剩余壽命預測方法的研究，充分考慮系統(tǒng)組成和系統(tǒng)故障對系統(tǒng)剩余壽命的影響，在對系統(tǒng)組成分析的基礎上，定義系統(tǒng)的故障狀態(tài)，并通過Kaplan–Meier估計器和極大似然估計法對系統(tǒng)故障狀態(tài)間轉移概率模型進行估計，建立衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的Petri網(wǎng)模型，對Petri網(wǎng)模型進行大

3、量仿真便可實現(xiàn)對衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)剩余壽命的預測。系統(tǒng)可重構性是衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的一個重要性質，也是系統(tǒng)剩余壽命一個重要影響因素，因而基于可重構性對衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的剩余壽命預測方法進行研究具有重要的意義。由于執(zhí)行機構的可重構性判據(jù)中涉及到了系統(tǒng)控制能耗，而系統(tǒng)控制能耗的計算需要知道飛輪的有效因子，首先根據(jù)飛輪部件的轉速、軸溫、電流等數(shù)據(jù)信息和模糊推理方法確定飛輪部件的有效因子，然后對系統(tǒng)的控制能耗進行計算并對系統(tǒng)進行可重構性分析，最后，