本文關鍵詞：皮納衛(wèi)星軌道控制系統(tǒng)設計與在軌故障診斷

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【摘要】：小衛(wèi)星發(fā)展迅速,為了完成編隊飛行和小衛(wèi)星星座等任務,星上需要具備一定的軌道機動能力,因此有必要發(fā)展相應的微推進技術。 本文在國內(nèi)外微推進研究的基礎上,結合實際皮納衛(wèi)星的任務需求與平臺約束,設計出了體積小、重量輕、一體化多功能等優(yōu)點的液氨推進系統(tǒng)。結合推進系統(tǒng)的特點和任務要求,本文完成了相應的硬件設計和軟件設計。為了提高軌控系統(tǒng)在軌運行的安全性,提出了分層故障診斷方法,仿真驗證了該方法可以有效迅速地定位出故障源。 本文系統(tǒng)地描述了軌控系統(tǒng)的設計方案,結合設計指標和國內(nèi)外選型經(jīng)驗,最終確定了液氨推進系統(tǒng)的選型方案。設計出的液氨推進系統(tǒng)質(zhì)量0.835kg,體積0.6L,滿足各種功能性指標,同時還滿足可靠性和安全性要求。 完成了以推進系統(tǒng)為核心部件的硬件電路設計和軟件設計。硬件電路分為信息監(jiān)測模塊、控制開關模塊和通信模塊,并以MCU作為處理器。相應的MCU軟件設計包括初始化、數(shù)據(jù)采集、通信、執(zhí)行指令、緊急故障處理等模塊。軌控系統(tǒng)的最高功耗為5.72W。 針對軌控系統(tǒng)的在軌故障診斷,本文提出了分層故障診斷方法。根據(jù)軌控系統(tǒng)的特征建立了軌控系統(tǒng)的層級架構,將軌控系統(tǒng)分為3層,根據(jù)各層組件的特點建立組件之間的相互關系,并提出了故障定位算法。接著以具體的軌控系統(tǒng)為例,分別對各層的組件進行故障檢測,將分析得到的知識表示成產(chǎn)生式規(guī)則并建立知識庫,利用層級架構作為建立推理機的依據(jù),設計了基于規(guī)則的故障診斷專家系統(tǒng)。最后用MATLAB對所提方法進行數(shù)值仿真,仿真結果表明該方法可以有效迅速地定位出故障源,并且具有知識表達直觀、統(tǒng)一和效率較高等特點。
【關鍵詞】：軌控系統(tǒng) 液氨推進 層級架構 故障診斷專家系統(tǒng)
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V448.2;V467
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目次8-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 課題背景10-11
• 1.2 微小衛(wèi)星軌道控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3 軌控系統(tǒng)在軌故障診斷研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 課題研究的目的及意義17-18
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容18-20
• 2 軌道控制系統(tǒng)方案設計20-24
• 2.1 設計指標21
• 2.2 推進方案選型21-23
• 2.3 本章小結23-24
• 3 軌道控制系統(tǒng)詳細設計24-46
• 3.1 推進系統(tǒng)設計24-29
• 3.1.1 預設計指標24-25
• 3.1.2 推進系統(tǒng)方案確定25-27
• 3.1.3 關鍵器件選型27-28
• 3.1.4 關鍵技術設計28-29
• 3.2 硬件方案設計29-37
• 3.2.1 主要器件選型30-31
• 3.2.2 硬件電路設計與實現(xiàn)31-37
• 3.3 MCU軟件設計37-39
• 3.3.1 MCU程序流程37-38
• 3.3.2 軟件模塊38-39
• 3.4 測試結果與分析39-45
• 3.4.1 電系統(tǒng)測試結果與分析39-41
• 3.4.2 推進系統(tǒng)測試結果與分析41-45
• 3.5 本章小結45-46
• 4 軌控系統(tǒng)在軌故障診斷46-66
• 4.1 分層故障診斷46-49
• 4.1.1 基本定義和概念46-48
• 4.1.2 軌控分層故障診斷架構介紹48-49
• 4.2 故障診斷49-51
• 4.2.1 故障檢測49-50
• 4.2.2 故障定位50-51
• 4.3 軌控分層故障診斷方法實例51-64
• 4.3.1 推進系統(tǒng)故障模式分析52-54
• 4.3.2 分層故障診斷54-59
• 4.3.3 故障診斷專家系統(tǒng)的設計59-60
• 4.3.4 系統(tǒng)仿真60-64
• 4.4 本章小結64-66
• 5 結論66-68
• 參考文獻68-72
• 作者簡介72

【參考文獻】

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本文編號：744339