[发明专利]一种基于综合电子平台的航天器自主健康管理体系结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种航天器自主健康管理体系结构，属于卫星自主健康管理技术领域。

背景技术

航天器自主健康管理是指在不依赖地面支持，独立、安全、可靠运行的能力。自主能力的大小反映了航天器健康管理对地面和操作人员的依赖程度的高低。自主健康管理技术能够提供航天器三个方面的能力：一是减少地面干预和地面系统的测控任务量，自主完成在轨正常运行的各项任务；二是根据航天器故障预报模型或可靠性模型预测系统部件工作状况和发展趋势，避免失效发生；三是在故障发生时，进行故障诊断，确定哪些部件未正常工作或性能下降，根据故障处理策略进行故障隔离、系统重构，使系统恢复到正常状态或降级使用。

从航天器发展趋势看，越来越强的高可靠和高自主性需求、诸多“自主运行”的任务要求、以及以星座长期管理为代表的任务模式都对发展航天器自主健康管理技术提出了迫切需求，而如何科学建立航天器自主健康管理的体系结构是自主健康管理技术的核心，也是实现高效可靠的管理目标的基础。

目前国外最新研制的航天器多数已具备自主健康管理能力，而国内航天器自主健康管理很大程度上还处于试验阶段，自主健康管理技术的优势还没有充分发挥，尤其缺少系统级体系架构的设计，分系统（单机）间关联信息未得到充分利用。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种基于综合电子平台的航天器自主健康管理体系结构，实现分级、分层次的航天器健康管理方式。

本发明的技术解决方案是：

一种基于综合电子平台的航天器自主健康管理体系结构，包括：专用检测和模式控制模块、中心处理器、平台载荷综合业务单元和控制综合业务单元，中心处理器中包括FDIR中心控制任务模块和关联故障健康管理模块，平台载荷综合业务单元包括平台载荷综合业务单元健康管理模块和遥测采集指令输出模块，控制综合业务单元包括控制推进遥测采集模块、外部报警接口模块和控制综合业务单元健康管理模块；

平台载荷综合业务单元中的遥测采集指令输出模块采集航天器上的非控制部件的遥测信息，并将所述遥测信息送入平台载荷综合业务单元健康管理模块中，平台载荷综合业务单元健康管理模块根据预设的非控制部件健康管理规则判断所述非控制部件的健康状态，之后将所述非控制部件的健康状态通过1553B总线发送到中心处理器，同时平台载荷综合业务单元健康管理模块还将所述平台载荷综合业务单元的健康状态通过1553B总线发送给中心处理器；

控制综合业务单元中的控制推进遥测采集模块采集航天器上的控制部件的遥测信息，并将所述控制部件的遥测信息送入控制综合业务单元健康管理模块中进行处理，控制综合业务单元健康管理模块根据预设的控制部件健康管理规则判断所述控制部件的健康状态，之后将所述控制部件的健康状态通过1553B总线发送到中心处理器，同时控制综合业务单元健康管理模块还将所述控制综合业务单元的健康状态通过1553B总线发送给中心处理器；外部报警接口模块将地球敏感器的健康状态发送给专用检测和模式控制模块，

专用检测和模式控制模块根据外部报警接口模块发送过来的地球敏感器的健康状态判断地球敏感器是否发生故障，若健康状态为地球敏感器信号丢失，即发生地球敏感器信号丢失故障，则专用检测和模式控制模块发送对日定向指令序列令航天器转入对日定向安全模式；

中心处理器中的FDIR中心控制任务模块根据1553B总线传输过来的信息和预设的健康管理规则判断平台载荷综合业务单元和控制综合业务单元的健康状态，如果发生故障，则通过1553B总线发送指令恢复序列给平台载荷综合业务单元或控制综合业务单元，对发生故障的单元进行重构，同时，FDIR中心控制任务模块还通过1553B总线和遥测采集指令输出模块发送非控制部件重组指令序列给发生故障的非控制部件，令其恢复正常，通过1553B总线和控制推进遥测采集模块发送控制部件重组指令序列给发生故障的控制部件，令其恢复正常；

中心处理器中的关联故障健康管理模块处理航天器能源和姿态的健康状态，若航天器能源发生故障，则发送指令序列对与航天器能源相关联的部件进行重组，令航天器能源恢复正常，若航天器姿态发生故障，则发送指令序列对与航天器姿态相关联的部件进行重组，令航天器姿态恢复正常；中心处理器将其自身的健康状态信息发送给专用检测和模式控制模块，若中心处理器发生故障，则专用检测和模式控制模块发送指令恢复序列令中心处理器恢复正常。