[发明专利]一种存储器在轨智能故障判别系统及方法

说明书

一种存储器在轨智能故障判别系统及方法，通过包括数据处理和总控模块、数据刷新电路、数据存储单元、采集电流ADC电路、信号采集运算放大器、温度传感器、精密电阻的故障判别系统，采集被测存储器电流参数及被测存储器温度参数，进行滤波处理及滤波后故障识别与分析，对识别后故障判别结果进行存储用于故障分析，对数据处理和总控模块进行定时刷新，完成故障判别的完整流程。

技术领域

本发明涉及一种存储器在轨智能故障判别系统及方法，属于在轨元器件健康管理技术领域。

背景技术

40多年来，状态监测与故障判别技术捆掷在一起得到了长足发展，其内涵也得越来越丰富。由依据监测与诊断为途径的被动感知，到以状态和寿命预测为手段的主动防御；由以确定健康状态为目标的状态监测，到以根据监测、诊断和预测结果确定应对措施为目标的健康管理；由对故障多发关键部件的聚焦，到对分系统、甚至全系统全寿命周期的全面综合考虑；这一技术领域的理念不断升级。

经过多年的研究分析，发现航天器在轨飞行过程中，与空间各种高能带电粒子(电子、质子及重离子)发生交互作用。这些高能带电粒子对航天器本身结构材料及功能材料(如数字信号处理类器件)的性能有着强烈的影响。空间高能带电粒子的影响将导致数字信号处理类器件发生故障，甚至最终导致航天器发生灾难性的事故。因此，对数字信号处理类器件进行有效的故障判别和剩余寿命分析，对于优化航天器的选材和设计及提高航天器的在轨服役可靠性，具有十分重要的工程实际意义。

现有技术中，进行故障判别和寿命分析主要通过系统级的诊断，虽然能够完成基础的故障判别工作，但存在故障定位模糊，缺乏元器件级故障判别的能力，造成系统冗余过大、无法故障类型精确定位等问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，存在的系统冗余过大、无法对元器件故障类型定位等问题，提出了一种存储器在轨智能故障判别系统及方法。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种存储器在轨智能故障判别系统，包括数据处理和总控模块、数据刷新电路、数据存储单元、采集电流ADC电路、信号采集运算放大器、温度传感器、精密电阻，所述信号采集运算放大器、精密电阻、采集电流ADC电路匹配采集被测存储器电流参数，所述温度传感器用于获取被测存储器温度参数，数据处理和总控模块对被测存储器温度参数、被测存储器电流参数进行滤波处理及滤波后故障识别与分析，数据存储单元对识别后故障判别结果进行存储用于故障分析，数据刷新电路对数据处理和总控模块进行定时刷新。

所述数据处理和总控模块包括Kalman滤波模块、神经网络诊断模块、中控制模块，所述Kalman滤波模块对被测存储器温度参数、被测存储器电流参数进行噪声过滤；神经网络诊断模块由过滤后信息中提取功耗特征信息进行故障判别；中控制模块对Kalman滤波模块、神经网络诊断模块发送控制指令完成故障判别。

所述神经网络诊断模块进行故障判别的具体步骤为：

根据被测存储器的不同故障类型对应的功耗特征信息，建立故障特性神经网络，利用已知的模拟故障数据对故障特性神经网络通过BP算法进行训练，将训练完成后故障特性神经网络于神经网络诊断模块上实现，对所有功耗特征信息进行识别，与不同温度情况下的故障类型进行对应，获取故障判别结果。

所述中控制模块根据被测存储器的测试需求向Kalman滤波模块、神经网络诊断模块发送控制指令，同时控制数据刷新电路、数据存储单元、采集电流 ADC电路、信号采集运算放大器配合实现被测存储器的参数测量。

所述中控制模块设计有握手机制，具体为：

定时向Kalman滤波模块、神经网络诊断模块分别发送数据读取指令，若指定时间内无数据返回，则接受数据读取指令的模块出现错误，通过中控制模块进行强制重启尝试并向外发送故障警告信号，若指定时间内有数据返回，则接受数据读取指令的模块状态正常。