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航天器推进系统基于有向图的故障诊断方法研究

作　者: 晏政
导　师: 吴建军
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 航空宇航科学与技术
关键词: 航天器推进系统故障诊断定性诊断符号有向图 TSDG
分类号: V467
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 160次
引　用: 2次
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内容摘要

本文以双组元统一推进系统为研究对象,围绕系统故障模式、SDG定性建模与分析方法、定性推理策略、集成定性定量分析等问题,研究发展了推进系统定性与半定性故障诊断方法。总结分析了航天器推进系统在运行过程中(包括变轨过程和姿控过程)的故障模式,并从故障诊断的角度,筛选和归纳了12种主要故障模式。深入研究了符号有向图(Signed Directed Graph,SDG)的建模与分析方法以及基于SDG的诊断策略;在此基础上建立了某双组元统一推进系统和SZ推进舱推进子系统的SDG模型,分别进行了上述两个系统基于SDG模型的定性故障诊断分析。结果表明,定性SDG模型用于故障诊断分析的完备性较好,能够覆盖所有可能的故障源。针对定性SDG方法故障分辨率不高的问题,本文从两个方面发展了集成定量信息的SDG诊断方法:一是附带时间信息的TSDG(Temporal SDG)方法;二是将部件控制方程的分析结果集成到SDG的支路中。SZ推进舱推进子系统的诊断实例表明,集成定量信息的SDG方法可以有效地提高故障诊断的分辨率,较好地解决了故障隔离的问题。本文的研究结果为设计和实现双组元统一推进系统在轨故障诊断与隔离系统奠定了一定的基础,对发展航天器自主管理技术具有一定的参考价值。

全文目录

摘要  9-10
ABSTRACT  10-11
第一章绪论  11-22
  1.1 引言  11
  1.2 航天器故障诊断综述  11-15
    1.2.1 故障诊断概述  11-12
    1.2.2 故障诊断在航天领域的应用  12-15
  1.3 基于SDG的故障诊断方法  15-20
    1.3.1 基于定性模型的故障诊断方法简介  15-16
    1.3.2 SDG诊断方法的发展简史  16-19
    1.3.3 SDG诊断方法的应用概况  19-20
    1.3.4 SDG在航天器推进系统故障诊断的应用前景  20
  1.4 论文的主要工作和内容安排  20-22
第二章航天器推进系统及其典型故障模式  22-34
  2.1 引言  22
  2.2 典型航天器推进系统  22-29
    2.2.1 航天器推进系统的特点  22-23
    2.2.2 航天器推进系统的要求  23-24
    2.2.3 航天器推进系统的发展概述  24-26
    2.2.4 不同航天器推进系统的比较  26-29
  2.3 双组元统一推进系统工作及故障模式  29-33
    2.3.1 推进系统结构及其工作模式  29-30
    2.3.2 推进系统故障模式及影响分析  30-32
    2.3.3 推进系统故障诊断的任务  32-33
  2.4 小结  33-34
第三章基于定性SDG的故障诊断分析  34-55
  3.1 引言  34
  3.2 SDG的建模与分析方法  34-42
    3.2.1 SDG模型  34-38
    3.2.2 SDG的建模方法  38-40
    3.2.3 对SDG模型的分析  40-41
    3.2.4 SDG的诊断策略  41-42
  3.3 某双组元统一推进系统的定性SDG诊断  42-48
    3.3.1 对象的定性SDG模型  42-46
    3.3.2 定性诊断分析  46-48
  3.4 SZ推进舱推进子系统的定性SDG诊断  48-53
    3.4.1 诊断对象简介  48-51
    3.4.2 定性诊断分析  51-53
  3.5 定性SDG的多故障诊断策略  53-54
  3.6 小结  54-55
第四章集成定量信息的SDG故障诊断分析  55-67
  4.1 引言  55
  4.2 基于TSDG的诊断分析  55-60
    4.2.1 TSDG的基本概念  56-57
    4.2.2 TSDG的诊断算法  57-58
    4.2.3 TSDG的诊断分析实例  58-60
  4.3 集成方程分析的SDG诊断分析  60-66
    4.3.1 集成方程分析的SDG模型  60-65
    4.3.2 诊断分析实例  65-66
    4.3.3 泄漏故障诊断的讨论  66
  4.4 小结  66-67
第五章结束语  67-69
  5.1 研究工作总结及结论  67
  5.2 存在的问题及研究展望  67-69
致谢  69-70
参考文献  70-76
作者在学期间取得的学术成果  76

航天器推进系统基于有向图的故障诊断方法研究

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