[发明专利]一种基于软决策的卫星电源系统自主故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于软决策的卫星电源系统自主故障诊断方法，包括：利用所述决策系统DS的邻域关系构建卫星电源系统的邻域三支决策模型；利用邻域三支决策模型筛选出卫星电源系统的约简属性子集及其约简属性子集的属性权重；构建适用于卫星电源系统遥测数据的数据驱动故障诊断的T‑S模糊模型；将所述约简属性子集及其约简属性子集的属性权重输入到T‑S模糊模型，得到模糊决策序列，再通过设定软阈值，得到软决策结果；根据所述软决策结果，对卫星电源系统进行自主故障诊断。

技术领域

本发明涉及一种故障诊断方法，特别涉及一种基于软决策的卫星电源系统自主故障诊断方法。

背景技术

卫星电源系统是保证卫星正常在轨运行的关键系统之一，是复杂非线性系统的典型代表之一。保障卫星电源系统正常运转是确保卫星在轨正常运行的基本前提。不幸的是，受外太空复杂环境的影响，以及卫星长期在轨运行对电能的消耗作用，导致卫星电源系统极易发生故障。因此，对卫星电源系统进行经常性地故障检测及有效地执行故障诊断是卫星可靠完成任务的重要保障。

自主健康管理理念起源于航天器的管理活动。其中，自主故障诊断是自主健康管理中的核心技术。随着航天任务的深入发展，航天器自主健康管理及自主故障诊断的需求愈发强烈，尤其是执行深空探测任务的航天器而言，故障发生后能否有效地进行自主诊断和管理是其任务有效执行的根本保证。

综上所述，针对卫星电源系统开发一套有效的自主故障诊断方法是保障卫星正常在轨运行的基本前提，也是未来航天事业发展的根本需求和必然趋势。

自主故障诊断技术最早可追溯到1995年，一套可自主搜集训练数据提升诊断能力的自主诊断系统问世。在这之后，很多自主故障诊断方法被开发并应用于工程实际中，如应用于智能家居网络服务的模型自主诊断方法、用于离心泵诊断的基于加权分类器的多核学习机、用于云计算网络应用的基于多方法融合的自主诊断框架、用于自主轴承故障诊断的包络谱方法、用于提供配电系统自动化的诊断和预测数据分析方法、以及用于超级计算机的自主容错管理系统等。

但是，上述诊断方法在自主决策制定和自主数据挖掘方面仍然存在不足，且在卫星电源系统中的自主故障诊断的公开方法鲜有报道。对此，需要发明一种可自主挖掘数据和制定决策的故障诊断方法，并有针对性地应用于卫星电源系统的故障诊断中，以实现卫星电源系统的自主健康管理，提高卫星在轨运行的可靠性。

发明内容

本发明为解决卫星自主诊断能力不足问题，提出了一种软决策策略。本发明的核心思想是通过借鉴人类认知的思想，包括决策中的三分思想和决策结果表达的模糊语义形式，实现一种具备软决策能力的自主故障诊断，并针对卫星电源系统的数据特点进行了数据挖掘和软决策制定。

本发明的一种基于软决策的卫星电源系统自主故障诊断方法包括：

将卫星电源系统故障诊断中的传感器采集的数据定义为决策系统 DS＝(U,C∪D)的条件属性C＝{c₁,c₂,…,c_n}，将星电源系统故障诊断中的设备状态标签数据定义为决策系统DS＝(U,C∪D)的决策属性D＝{d₁,d₂,…,d_K},U 为论域；

利用所述决策系统DS的邻域关系构建卫星电源系统的邻域三支决策模型；

利用邻域三支决策模型筛选出卫星电源系统的约简属性子集及其约简属性子集的属性权重；

构建适用于卫星电源系统遥测数据的数据驱动故障诊断的T-S模糊模型；

将所述约简属性子集及其约简属性子集的属性权重输入到T-S模糊模型，得到模糊决策序列，再通过设定软阈值，得到软决策结果；

根据所述软决策结果，对卫星电源系统进行自主故障诊断。