[发明专利]一种支持在线故障诊断的FDIR分层软件架构

说明书

本公开提出的一种支持在线故障诊断的FDIR分层软件架构，应用于航天系统，通过包括：硬件单元层、子系统层、任务系统层和故障诊断层；所述硬件单元层、子系统层、任务系统层和FDIR层均包括：FDIR管理模块、FDIR模块和数据通信模块；其中，所述FDIR管理模块，用于管理本层和所述相邻层的FDIR模块；所述FDIR模块，用于本层的故障检测、识别和恢复；所述数据通信模块，用于在本层、跨层进行模块间的通信。能够适应不同类型航天器的自主故障诊断与恢复需求，支持本地故障诊断和恢复以及故障诊断信息融合，提高了故障诊断的实时性和覆盖率，保证了FDIR系统自身运行的安全可靠。

技术领域

本发明属于计算机软件技术领域，特别涉及一种支持在线故障诊断的FDIR分层软件架构。

背景技术

在线故障诊断是指基于系统在运行时被观察到的状态，在不依赖于外部环境的条件下，直接在系统内部检测、定位和恢复系统故障的技术。在线故障诊断技术能够提供给航天器在与地面基站通信隔离时的三种能力：一是故障检测，比如确定出系统中故障的存在及其发生时间；二是故障定位，比如定位故障发生的原因并确定其严重程度；三是故障恢复，比如根据故障的严重程度和可能产生的影响，选择最佳的故障恢复措施，使系统从故障中恢复。

从航天器故障诊断的发展趋势上看，其研究重点也从基于硬件实现转向基于软件实现，从通过地面基站进行诊断转向航天器自主诊断。

目前，面对复杂的航天器故障，FDIR(Fault Discovery,Identification andRecovery)系统通常采用分层结构，然而，各自独立的诊断模块使得诊断信息无法融合，影响了诊断的覆盖率，作为航天器长期安全稳定运行的保证，FDIR系统自身的可靠性也无法得到保证。同时，面对多种航天器类型，手动部署不仅影响开发效率，更会造成安全隐患。并且现存故障诊断系统可扩展性和灵活性较差，模块耦合度较高，在系统产生变化时，会影响系统的可靠性和效率。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提出了一种支持在线故障诊断的FDIR分层软件架构，实现适应多种航天器类型的、FDIR模块可重构的、分层的通用在线故障诊断软件框架。

根据本公开的一方面，本申请实施例提出了一种支持在线故障诊断的FDIR分层软件架构，应用于航天系统，所述分层架构包括：硬件单元层、子系统层、任务系统层和故障诊断层；所述硬件单元层、子系统层、任务系统层和FDIR层均包括：FDIR管理模块、FDIR模块和数据通信模块；

其中，所述FDIR管理模块，用于管理本层和所述相邻层的FDIR模块；

所述FDIR模块，用于本层的故障检测、识别和恢复；

所述数据通信模块，用于在本层、跨层进行模块间的通信。

在一种可能的实现方式中，所述FDIR管理模块包括：

模块配置加载子模块，用于配置加载解析配置文件；

模块生命周期管理子模块，用于部署FDIR模块和FDIR管理模块；

恢复指令执行子模块，用于接收、执行控制指令。

在一种可能的实现方式中，所述FDIR模块包括：

故障检测子模块，用于将航天系统运行的数据转化为检测结果；

故障识别子模块，用于将所述检测结果转化为故障识别结果；

故障恢复子模块，用于将故障识别结果转化为故障恢复指令，并将所述故障恢复指令传递给同层的FDIR管理模块。

在一种可能的实现方式中，所述数据通信模块包括：

数据接收和发送子模块，用于与所述航天系统的通信器进行数据交换；