数据库技术在卫星故障诊断专家系统中的应用

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1、数据库技术在卫星故障诊断专家系统中的应用1999年3期王巍崔海英王口新姜兴渭(哈尔滨工业大学航天丁•程与力学系150001)摘耍：本文研究了数据库技术在卫星故障诊断专家系统中的应用方法。首先，分析了卫星故障诊断专家系统的特点；在此慕础上,捉出了在卫星故障诊断专家系统的构建中采用数据库技术的原因及优点;最后,给出了卫星故障诊断专家系统中数据库和数据库管理系统的设计思想、纽成及功能。关键词：数据库故障诊断专家系统卫星1前言卫星数据库笛理系统是故障诊断专家系统的一个重要组成部分，英主耍任务是接收卫星各分系统工作时的实时数据或模拟实验台的仿真数据，并提

2、供给状态监测及报警系统、诊断专家系统、演示系统和其他系统使用；同时存储监测及报警系统所产生的报警数据以及诊断专家系统所产生的故障诊断结果；而且具冇对卫星齐分系统所冇测点的历史数据、报警数据和故障诊断结果进行查询、输出报表，对各测点的标准参数进行管理以及数据转存的功能。1.1卫星故障诊断专家系统的特点卫星故障诊断专家系统具有以下特点［1］：(1)数据种类多，共有电压、电流、功率和温度等过程量，以及多种类型的状态量；(2)数据量大，共冇儿百个测点数据，在卫星的整个工作过程屮，将冇数百万纽•数据需要保存和处理；(3)数据管理任务非常繁巫，从数据的接收

3、、处理、保存到数据的访问、送显、监测、报警、诊断、查询、打印、转存，对数据的使用和操作非常频繁；(4)卫星的状态监测和故障诊断都要求具有较高的实时性，而H対数据要求具有较高的町靠性，因此整个故障诊断专家系统，特別是状态监测及报警系统和诊断专家系统对数据的访问必须快速、准确。1.2采用数据库技术的原因及优点在以往所实现的航天器状态监测及故障诊断专家系统中，监测、报警及诊断所用的大量数据大多以文件形式存储于计算机中，这给数据的存储、访问、查询、打印、扩充、管理维护等方面带來了诸多不便，造成数据的存储不够清晰，访问速度比较慢、使丿LI效率比较低、不利

4、于査询和打卬以及可扩充性不强和笛理能力弱的缺点［2］。基丁•以上原因，并针对在卫星故障诊断专家系统屮数据种类多、数据量大、数据管理任务重的特点，以及对各种数据准确性、实时性和可扩充性方面的要求，如果仍采用以往以文件存储数据的方式，势必给系统的构建、维护和扩充适成很大的困难。所以，在卫星故障诊断专家系统的实现中考虑使用数据库技术代替以往用数据文件存储数据的方式，对各种数据(包括卩星工作过程中各测点的历史数据、报警数据、故障诊断结果以及各测点的标准参数筹)进行存储、管理和维护，同时相应地增加了数据库管理系统对上述数据进行必要的访问和管理。采用数据庫

5、技术对各种数据进行存储和管理的好处是［3］：(1)利用数据库的关联技术把各种测点数据集中起來管理，便于对数据的存储利访问；(2)便丁•对数据的管理，通过数据库形式存储数据，并利用关系型数据库的成熟技术，可方便地对数据库中的各种数据进行增加、删除、修改、浏览、查询和打印报表等操作，增强了数据对技术人员的透明度，并极大地简化了操作人员对数据的访问过程和管理、维护数据的难度；⑶利川ODBC(OPENDATABASECONNECTIVITY)技术可在很多编程语言(例如：BASIC、DELPHI.JAVA和各种C及C++语言)中方便地实现对各种数据库系统

6、的访问，使异种编程语言在数据库的基础上实现了统一；(4)采用Client/Server机制的数据库技术，使得对数据的计算和处理可以根据需要分别在网络的不同计算机上进行，降低了网络的负载，并且可以使数据库中的数据为多个用户、多个任务所共同使用，提高了数据的使用效率和访问速度；(5)采用数据库技术管理数据，当卫星的测点数据种类、数量变动或故障诊断专家系统对数据需求发生变化时，数据库易于修改和扩充，对整个诊断系统的影响较小、改动也相对简单。所以在卫星故障诊断专家系统屮，采用数据库技术代替以往用文件形式对数据进行存储、管理和维护。2卫星故障诊断专家系统

7、数据库的设计思想及其组成2.1数据库的设计思想卫星故障诊断专家系统数据库的实现采用了关系型数据库技术，其数据库结构的设计充分考虑到了故障诊断专家系统各组成部分对数据使川的方便性以及测点数据的増加、减少和修改，貝有较好的灵活性、可扩充性和可维护性。由丁测点的数据量很大，为了加快对数据库的访问速度，在数据库中表的冇关字段建立了索引。此外，数据库釆用了ODBC所支持的数据库格式，为用其它编程语言访问数据库，使状态监测报警系统、诊断专家系统和数据库管埋系统在同一平台上协同工作提供了可能。2.2数据库的组成和结构通过对卫星测点数据的分析以及故障诊断专家系

8、统各功能模块对数据的使用要求，可将数据库中存储数据的表分为以下儿类：(1)标准参数农，主要川來存储卫星各测点数据的标准参数值，并提供给状态监测与报警系