通信衛(wèi)星故障診斷與重構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)

第1章通信衛(wèi)星的基本概念及其發(fā)展1
1.1通信衛(wèi)星介紹1
1.1.1通信衛(wèi)星概述1
1.1.2衛(wèi)星通信特點(diǎn)2
1.1.3通信衛(wèi)星發(fā)展歷程3
1.1.4通信衛(wèi)星分系統(tǒng)簡(jiǎn)介6
1.2通信衛(wèi)星工程11
1.2.1通信衛(wèi)星工程與通信衛(wèi)星工程系統(tǒng)11
1.2.2通信衛(wèi)星工程階段13
1.3通信衛(wèi)星平臺(tái)概況16
1.3.1國(guó)內(nèi)通信衛(wèi)星平臺(tái)概況16
1.3.2國(guó)外通信衛(wèi)星平臺(tái)概況18
1.4通信衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)21
1.4.1業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢(shì)21
1.4.2衛(wèi)星平臺(tái)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)22
1.4.3其他衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)24
參考文獻(xiàn)26
第2章國(guó)外衛(wèi)星在軌典型故障案例研究、分析與啟示27
2.1引言27
2.22003—2020年國(guó)外衛(wèi)星典型故障案例28
2.2.12020年衛(wèi)星在軌故障案例28
2.2.22019年衛(wèi)星在軌故障案例30
2.2.32018年衛(wèi)星在軌故障案例34
2.2.42017年衛(wèi)星在軌故障案例36
2.2.52016年衛(wèi)星在軌故障案例41
2.2.62015年衛(wèi)星在軌故障案例47
2.2.72014年衛(wèi)星在軌故障案例52
2.2.82013年衛(wèi)星在軌故障案例56
2.2.92012年衛(wèi)星在軌故障案例59
2.2.102011年衛(wèi)星在軌故障案例61
2.2.112010年衛(wèi)星在軌故障案例65
2.2.122009年衛(wèi)星在軌故障案例73
2.2.132008年衛(wèi)星在軌故障案例78
2.2.142007年衛(wèi)星在軌故障案例84
2.2.152006年衛(wèi)星在軌故障案例88
2.2.162005年衛(wèi)星在軌故障案例94
2.2.172004年衛(wèi)星在軌故障案例96
2.2.182003年衛(wèi)星在軌故障案例101
2.2.19衛(wèi)星信息匯總表103
2.3故障統(tǒng)計(jì)與分析114
2.3.1故障衛(wèi)星采用的平臺(tái)統(tǒng)計(jì)114
2.3.2分系統(tǒng)故障統(tǒng)計(jì)114
2.3.3衛(wèi)星故障時(shí)已在軌時(shí)長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)115
2.3.4分系統(tǒng)與衛(wèi)星故障發(fā)生時(shí)間的相關(guān)性分析116
2.3.5分系統(tǒng)故障隨時(shí)間的演化117
2.3.6人為因素、空間環(huán)境因素和衛(wèi)星設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)118
2.3.7機(jī)械、電子、軟件和其他故障類型統(tǒng)計(jì)118
2.3.8不同空間環(huán)境因素導(dǎo)致的衛(wèi)星故障統(tǒng)計(jì)118
2.3.9國(guó)外衛(wèi)星在軌典型故障案例啟示119
參考文獻(xiàn)121
第3章通信衛(wèi)星故障診斷與重構(gòu)技術(shù)123
3.1引言123
3.2航天器健康管理技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀124
3.2.1故障診斷技術(shù)124
3.2.2故障預(yù)測(cè)技術(shù)124
3.2.3健康評(píng)估技術(shù)125
3.2.4研究與應(yīng)用現(xiàn)狀126
3.3國(guó)外典型通信衛(wèi)星故障診斷與重構(gòu)系統(tǒng)129
3.3.1Spacebus 4000平臺(tái)星載自主FDIR系統(tǒng)129
3.3.2EuroStar 3000平臺(tái)星載自主FDIR系統(tǒng)134
3.3.3LS1300E衛(wèi)星自主FDIR系統(tǒng)137
3.4衛(wèi)星故障診斷與重構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求139
3.4.1研究現(xiàn)狀139
3.4.2ECSS相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求141
3.4.3FDIR全生命周期流程設(shè)計(jì)145
3.5通信衛(wèi)星故障診斷與重構(gòu)系統(tǒng)策略設(shè)計(jì)146
3.5.1功能定義146
3.5.2設(shè)計(jì)目標(biāo)146
3.5.3總體流程147
3.5.4策略設(shè)計(jì)149
3.5.5典型故障模式150
3.6通信衛(wèi)星故障診斷與重構(gòu)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)151
3.6.1總體設(shè)計(jì)技術(shù)151
3.6.2信息流設(shè)計(jì)技術(shù)154
3.6.3故障建模與診斷技術(shù)155
3.6.4故障自主恢復(fù)技術(shù)161
3.6.5故障知識(shí)庫(kù)在軌編輯技術(shù)162
3.7通信衛(wèi)星故障診斷與重構(gòu)系統(tǒng)驗(yàn)證技術(shù)166
3.7.1測(cè)試驗(yàn)證環(huán)境166
3.7.2測(cè)試驗(yàn)證流程171
3.7.3故障注入與性能監(jiān)視173
參考文獻(xiàn)181
第4章大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的衛(wèi)星故障診斷及應(yīng)用183
4.1引言183
4.2衛(wèi)星遙測(cè)大數(shù)據(jù)概述184
4.2.1衛(wèi)星遙測(cè)技術(shù)概述184
4.2.2衛(wèi)星遙測(cè)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)185
4.2.3基于數(shù)據(jù)異常檢測(cè)的衛(wèi)星故障診斷185
4.3新一代人工智能技術(shù)186
4.3.1人工智能技術(shù)186
4.3.2機(jī)器學(xué)習(xí)187
4.3.3深度學(xué)習(xí)189
4.4衛(wèi)星數(shù)據(jù)異常檢測(cè)技術(shù)191
4.4.1基于數(shù)據(jù)異常檢測(cè)的衛(wèi)星故障診斷192
4.4.2總體技術(shù)架構(gòu)193
4.4.3衛(wèi)星數(shù)據(jù)異常檢測(cè)流程194
4.4.4典型衛(wèi)星數(shù)據(jù)異常檢測(cè)算法200
4.5基于深度學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)異常檢測(cè)及衛(wèi)星故障診斷技術(shù)201
4.5.1引言201
4.5.2衛(wèi)星數(shù)據(jù)分類201
4.5.3衛(wèi)星數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)202
4.5.4衛(wèi)星數(shù)據(jù)重構(gòu)203
4.5.5生成模型方法205
4.6衛(wèi)星數(shù)據(jù)異常檢測(cè)及故障診斷技術(shù)應(yīng)用208
4.6.1衛(wèi)星數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)與故障診斷及其應(yīng)用208
4.6.2多元衛(wèi)星數(shù)據(jù)融合故障診斷與應(yīng)用217
4.6.3基于滑動(dòng)窗口的多步長(zhǎng)多元衛(wèi)星數(shù)據(jù)融合故障
診斷與應(yīng)用222
參考文獻(xiàn)229
第5章星載多約束下的容錯(cuò)控制和規(guī)劃232
5.1引言232
5.2通信衛(wèi)星姿態(tài)機(jī)動(dòng)約束建模與分析237
5.2.1坐標(biāo)系定義與姿態(tài)描述方法237
5.2.2通信衛(wèi)星內(nèi)部姿態(tài)約束240
5.2.3姿態(tài)指向約束241
5.2.4規(guī)劃中的姿態(tài)機(jī)動(dòng)控制器245
5.3多約束下抗退繞姿態(tài)機(jī)動(dòng)路徑規(guī)劃250
5.3.1RRT算法251
5.3.2基于CERRT路徑最優(yōu)規(guī)劃算法252
5.3.3仿真與分析257
5.4多約束下能量最優(yōu)姿態(tài)機(jī)動(dòng)路徑規(guī)劃265
5.4.1問題分析265
5.4.2基于評(píng)價(jià)迭代的最優(yōu)解逼近267
5.4.3仿真與分析270
5.4.4基于分支定界的姿態(tài)機(jī)動(dòng)路徑規(guī)劃方法279
5.5多約束下時(shí)間最優(yōu)姿態(tài)機(jī)動(dòng)路徑規(guī)劃288