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《載人航天器在軌自主健康管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)探討.pdf》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第20卷第2期載人航天Vol.20No.22014年3月MannedSpaceflightMar.2014載人航天器在軌自主健康管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)探討梁克,鄧凱文,丁銳,張森(中國空間技術(shù)研究院載人航天總體部,北京100094)摘要:針對(duì)載人航天器復(fù)雜化、任務(wù)多樣化、在軌運(yùn)行長期化的發(fā)展趨勢,及由此對(duì)航天器在軌自主健康管理的能力提出的更迫切的需求,提出了一種在軌自主健康管理系統(tǒng)分層體系結(jié)構(gòu),并采用Observe-Orient-Decide-Act循環(huán)描述健康管理子行為之間的交互模型,可實(shí)
2、現(xiàn)準(zhǔn)確、高效的自主健康管理。并以空間站系統(tǒng)為例,研究了分層分級(jí)的服務(wù)部署、分類故障診斷、故障模型配置、基于構(gòu)件的軟件實(shí)現(xiàn)等關(guān)鍵技術(shù)。關(guān)鍵詞:載人航天器;自主健康管理;體系結(jié)構(gòu);構(gòu)件中圖分類號(hào):423.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-5825(2014)02-0116-06AutonomousOn-orbitHealthManagementArchitectureandKeyTechnologiesforMannedSpacecraftsLIANGKe,DENGKaiwen,DINGRui,Z
3、HANGSen(InstituteofMannedSpaceSystemEngineering,ChinaAcademyofSpaceTechnology,Beijing10094,China)Abstract:Thedesigncomplexity,missiondiversityandthemissiondurationofthemannedspace-crafthaveincreasedovertheyears,sothereisanurgentneedfortheautonomouson
4、-orbithealthmanagement.AhierarchicalarchitecturewhereObserve-Orient-Decide-Act(OODA)loopwasusedtomodeltheinteractionwasproposedsoastorealizethepreciseandefficienthealthmanagement.Thenspacestationwastakenasanexampletostudythekeytechnologiesincludingse
5、rvicedeploy-ment,faultdiagnosis,faultmodeconfigurationandtheimplementationmethodbasedonsoftwarecomponent.Keywords:mannedspacecraft;autonomouson-orbithealthmanagement;architecture;component1)為了支持多個(gè)載人航天器在軌構(gòu)造復(fù)雜1引言的組合體,同時(shí)開展越來越豐富的科學(xué)任務(wù),航天[2]目前載人航天器健康管理以地面飛
6、行控制為器的設(shè)計(jì)變得復(fù)雜。相應(yīng)地,航天器的故障模主,飛控人員開展數(shù)據(jù)監(jiān)視、故障診斷和處置工式也迅速增長。傳統(tǒng)的健康管理模式對(duì)飛控人員作。對(duì)于影響航天員生命安全以及整船(器、站)的數(shù)量配置、業(yè)務(wù)素質(zhì)要求高,導(dǎo)致航天器運(yùn)營成能源、姿態(tài)、天地通信等平臺(tái)安全,且實(shí)時(shí)性處理本居高不下;要求高的故障,載人航天器設(shè)計(jì)了相應(yīng)的安全模2)載人航天器在軌運(yùn)行時(shí)間越來越長,地[1]式,可在軌自主處置,為地面處理爭取時(shí)間?;⒑;?、中繼等寶貴的測控資源不可能為載人航[3]但是載人航天器組合體構(gòu)造復(fù)雜化、任務(wù)多天器長期獨(dú)
7、占。這也需要航天器能自主地開樣化、在軌運(yùn)行長期化的發(fā)展趨勢對(duì)航天器在軌展健康監(jiān)測、故障定位、故障處置等健康管理工自主健康管理的能力提出了更迫切的需求。主要作;體現(xiàn)在:3)航天員在軌駐留時(shí)間更長,當(dāng)發(fā)生艙壓異收稿日期:2014-01-20;修回日期:2014-03-23基金項(xiàng)目:國家重大科技專項(xiàng)工程作者簡介:梁克(1982-),男,博士,高級(jí)工程師,研究方向?yàn)楹教炱餍畔⑾到y(tǒng)設(shè)計(jì)。E-mail:woshiliangke@hotmail.com第2期梁克,等.載人航天器在軌自主健康管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及關(guān)
8、鍵技術(shù)探討117常、失火等影響航天員生命安全故障時(shí),需要及時(shí)算設(shè)備都提供網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù),自主健康管理層的發(fā)現(xiàn)并自主開展應(yīng)急處置,以確保航天員安全,為功能主要由自主健康管理主機(jī)和各分系統(tǒng)的主控地面處理爭取時(shí)間;計(jì)算機(jī)完成。4)在故障發(fā)生時(shí),航天器本身應(yīng)具有一定的判斷和自動(dòng)維護(hù)能力,以減少航天員的工作量,使航天員有更多的時(shí)間完成更復(fù)雜的工作;同時(shí),在航天員參與故障診斷和處置的情況下,航天器具備在軌自主健康管理的能力可以降低航天員開展故障診斷、處置工作的難度和復(fù)雜度。本文提出了一種載人航天器自主健康管理