在轨卫星异常报警和故障诊断方法研究

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1、第30卷第3期2011年6月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．30No．3Jun．2011在轨卫星异常报警和故障诊断方法研究’单长胜1，李于衡2，王荔斌2(1．长春理工大学·长春·13002812．西安电子科技大学·西安·710043)摘要：及时发现卫星出现的异常是卫星在轨管理的一项重要工作，它关系到卫星在轨使用寿命。能够及时发现并判断卫星异常的方法有很多，本文对这些方法进行了研究，并将其归纳为2类，一类是基于遥测参数超限报警方法，另一类是故障诊断方法

2、。分别对这2类方法从功能、效果、软件实现的难度进行比较，结果表明，在不同的管理和实现难度要求下，这些方法完成卫星管理的效果不同。另外，本文还提出了一种遥测参数相对判断算法，简化了报警门限设置，能够及时发现卫星任何参数突跳，是一种有效的卫星异常报警方法。关键词：卫星在轨管理；异常报警；故障诊断中图分类号：V556．1；TP306．3文献标识码：A文章编号：1674—5620(2011)03—0006一05StudyonMethodsofAbnormaiAlarmandFaultDiagnosisforIn-

3、OrbitSatellitesSHANChangshen91，LIYuhen92，WANGLibin2(1．ChangchunUniversityofScienceandTechnology·Changchun130028；2．XidianUniversity，Xi’an710071)Abstract：ItisanimportanttasktOalarmfaultsencounteredbyanin—orbitsatelliteinatimelymanner．Thisoftenhasasignifican

4、timpactonthein-orbitlifetimeofasatellite．Therearemanymethodstoalarmanddiagnosesatellitefaultswhentheydohappen．ThispaperanalyzesandclassifiesthemintotWOtypes：onetypebasedonabnormala—larms0ftelemetrydataandtheotherfaultdiagnosismethods．Thetwotypes0fmethodsa

5、rediscussedintermsoffunctionality，effectivenessandsoftwareimplementationcomplexity．Thestudyresultsshowthattheeffectoffaultalarmanddiagnosisdependsonwhatmethodisusedtakingintoconsiderationthedifficultyoftheirimplementationandmanagement．Finally，thispaperpro

6、posesanovelmethodtoalarmfaultsefficiently，featuringimprovedper—formance．Keywords：In-OrbitSatelliteManagement；AbnormalAlarm；FaultDiagnosis0概述通常一颗卫星有几百到上千个遥测参数，这些参数按一定帧频快速下传到地面，由于参数太多，靠人工实时监视，发现问题很困难口吨J。目前地面卫星测控中心主要靠计算机程序来实现故障报警，报警方法有2类：一类基于遥测参数超限算法；另一类基于推理

7、算法。第一类报警算法简单、开发容易，只要超限报警门限设置合理，就能够及时发现卫星出现的异常，具有很强的实用性，能够满足一般卫星管理要求，主要缺点是无法实现故障定位，出现问题时，需要卫星专家到现场进行故障分析。第二类报警方法在故障报警的同时，能进行故障定位，并提出相应的故障对策，但它实现复杂、开发难度大、周期长，软件完成后，还需要输入卫星专家知识，专家知识的多少和采用何种诊断算法决定了它的性能[33。目前基于遥测参数超限报警的主要方法有遥测参数门限判断、相对值判断和关联诊断方法；基于推理报警方法主要有规则、

8、故障树、人工神经网络和模型的推理方法。本文分别描述了这些诊断算法，给出了它们的适用范围，比较了它们的实用性和优缺点。*收稿日期：2010—06—08；修回日期：2010—11—15第一作者简介；单长胜(1969一)，男，博士研究生。高级工程师，研究方向为航天测控；E-mial：Changsheng_S(孕sina．eom第3期单长胜，等：在轨卫星异常报警和故障诊断方法研究71异常报警技术1．1遥测参数门限判断法这个方法最简单，