【摘要】：運(yùn)載火箭作為目前發(fā)射衛(wèi)星、空間實(shí)驗(yàn)室及太空探索的核心運(yùn)載工具,它的高可靠工作是和平、有效開發(fā)利用太空資源的前提�？刂葡到y(tǒng)是運(yùn)載火箭的關(guān)鍵分系統(tǒng)之一,盡管其設(shè)計(jì)可靠性很高,但工程上往往由于人為、環(huán)境等因素影響導(dǎo)致故障發(fā)生,隨著技術(shù)的不斷積累和發(fā)展雖然出現(xiàn)了故障在線重構(gòu)技術(shù),但從歷史上運(yùn)載火箭發(fā)射失敗案例統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看,大部分都是不可重構(gòu)的嚴(yán)重故障或?yàn)?zāi)難性故障,如果能在地面測(cè)試階段發(fā)現(xiàn)故障或影響成敗的故障隱患,就能保證飛行階段的高可靠性。論文以某運(yùn)載火箭典型控制系統(tǒng)的典型單機(jī)為研究對(duì)象,首先從測(cè)試性優(yōu)化設(shè)計(jì)角度出發(fā),為了利用更少的測(cè)試點(diǎn)或更小的測(cè)試代價(jià)實(shí)現(xiàn)更高的測(cè)試診斷效率,研究了測(cè)試優(yōu)化選擇技術(shù),然后針對(duì)不同類型單機(jī)的特點(diǎn)研究了不同的故障診斷方法,為通過(guò)各種診斷方法的融合實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)故障診斷奠定了基礎(chǔ)。論文的主要工作包括:研究了基于多信號(hào)模型的測(cè)試優(yōu)化選擇技術(shù)。在裝備測(cè)試需求及測(cè)試性指標(biāo)約束下,對(duì)測(cè)試性資源進(jìn)行優(yōu)化選擇,利用最小的測(cè)試代價(jià)獲得最優(yōu)的測(cè)試性指標(biāo)。針對(duì)該問(wèn)題,結(jié)合粒子群算法、遺傳算法的優(yōu)點(diǎn)提出了改進(jìn)二進(jìn)制粒子群遺傳算法,仿真分析得出該算法能以97.2%的概率收斂于最優(yōu)解,并結(jié)合綜合控制器的多信號(hào)模型進(jìn)行測(cè)試優(yōu)化,在不改變測(cè)試性指標(biāo)的條件下,得到了測(cè)試代價(jià)最小的測(cè)試優(yōu)化結(jié)果。研究了基于多信號(hào)模型的故障定位技術(shù)。針對(duì)測(cè)試可信條件下的故障定位問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了已有的基于信息熵的定位方法、TEAMS-RT的故障診斷推理機(jī)并提出了基于測(cè)試一致性與故障先驗(yàn)概率的定位方法,仿真分析表明故障診斷推理機(jī)定位準(zhǔn)確性與時(shí)效性更高,且適用于多故障定位;針對(duì)測(cè)試存在漏檢、虛警條件下的故障定位問(wèn)題,提出了基于后驗(yàn)概率最大的定位方法、基于測(cè)試一致性與故障先驗(yàn)概率的定位方法,仿真分析表明后者雖時(shí)效性較差但定位準(zhǔn)確率更高。以典型電子類單機(jī)綜合控制器為例,測(cè)試優(yōu)化后運(yùn)用基于測(cè)試一致性與故障先驗(yàn)概率的定位方法對(duì)其進(jìn)行了單、雙故障定位測(cè)試,實(shí)現(xiàn)了單故障100%、雙故障86.16%的隔離率,并實(shí)現(xiàn)了分層診斷策略以提高診斷效率。研究了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的故障診斷技術(shù)。針對(duì)機(jī)電類單機(jī)往往難以建立準(zhǔn)確模型的困境,實(shí)現(xiàn)了一種結(jié)合小波包、信息熵、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的診斷算法,該算法首先對(duì)信號(hào)進(jìn)行小波包分解與重構(gòu),提取小波包的熵特征構(gòu)成故障特征向量,然后利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)故障模式的分類。以激光慣組中激光陀螺的隨機(jī)游走誤差故障為例,進(jìn)行了診斷測(cè)試,驗(yàn)證了算法的有效性。論文研究工作結(jié)合典型電子類單機(jī)綜合控制器、典型機(jī)電類單機(jī)激光慣組進(jìn)行了診斷測(cè)試,證明了診斷方法有效、可行。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V467

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本文編號(hào)：2592897