基于有向图和模糊集的火箭故障诊断技术研究与实现

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航天测试发射是一项高成本、高风险的科学试验活动,其成败对人类探索宇宙事业影响巨大。为了确保火箭安全、可靠飞行要对其进行故障诊断。随着我国航天事业的快速发展,发射场现有的故障诊断模式已经越来越不适应新情况。本文分析了现阶段故障诊断的主要技术方法,针对发射场试验测试数据丰富的优势,提出了利用火箭遥测参数进行故障诊断的研究思路,并设计实现了一个基于有向图的故障诊断平台。本文首先介绍了故障诊断的内容和常用技术,分析比较各种方法的优缺点。根据发射场的实际现状,在分析火箭遥测参数物理意义的基础上,利用遥测数据之间的关联性,提出了利用遥测数据驱动,基于有向图和模糊集相结合的故障诊断方法。为了降低故障诊断的误警率、虚警率,对遥测数据的准确性、完备性提出了要求。研究了遥测参数预处理、解码处理、判读过程自动化、关联分析等方法,确保火箭故障诊断正确的数据驱动。其次,阐述了基于图论的故障传播有向图的概念、建模机理和步骤。在基于遥测参数故障诊断模型的基础上,采用模糊集的理论,首先利用图论搜索算法,搜索出候选故障源,接着运用模糊集理论对候选故障源进行排序,从而给出系统部件发生故障的优先顺序。最后,从航天测试发射任务实际出发,利用本文所提的故障诊断方法,结合本课题研究目的,设计了一个基于遥测参数驱动的火箭故障诊断系统,并开发了一个基于有向图和模糊集理论进行故障推理的火箭某系统故障诊断平台,进行仿真验证确定故障原因。本课题的研究对于火箭测试发射的安全性、可靠性具有重要意义。
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