[发明专利]一种智能化即插即用的飞行器电气系统可重构方法

权利要求书

1.一种智能化即插即用的飞行器电气系统可重构方法，其特征在于步骤如下：

(1)设计主控模块，将飞行器电气系统各功能模块的控制功能集成到主控模块中，各功能模块以及功能模块的备用模块只保留执行功能；

(2)为主控模块、各功能模块以及功能模块的备用模块设计即插即用标准接口，通过所述即插即用标准接口将主控模块、各种功能模块以及功能模块的备用模块进行连接，形成飞行器可重构电气系统，进入步骤(3)；

(3)当空间飞行器运行到在轨指定区域时，主控模块根据空间飞行器要执行的任务，利用智能化算法从可重构电气系统中选中相应的功能模块，并按照可重构算法对功能模块进行激活，形成执行相应任务的电气系统，进入步骤(4)；

所述智能化算法包括以下步骤：

(2.1)主控模块判断空间飞行器要执行的任务是固定任务还是临时任务，如果要执行任务的任务时序和任务指令与主控模块预先写入的任务时序和任务指令相同，则该任务为固定任务，进入步骤(2.2)，否则为临时任务，进入步骤(2.3)；

(2.2)主控模块根据预先写入的任务指令从可重构电气系统中选中需要的功能模块以及电源功能模块；

(2.3)主控模块接收地面上传的任务指令，根据接收的任务指令从可重构电气系统中选中需要的功能模块以及电源功能模块；

所述任务指令包括要执行的功能以及需要的功能模块；

(4)主控模块根据故障诊断算法对步骤(2)选中的功能模块进行故障检测，当步骤(3)选中的功能模块没有故障时，进入步骤(5)；当检测出某个功能模块有故障时，主控模块确定故障功能模块后，锁定功能模块接口并对故障功能模块进行断电隔离，然后激活故障功能模块的备用功能模块，对步骤(3)执行相应任务的电气系统进行重构，进入步骤(5)；

(5)利用得到的电气系统执行相关任务操作，完成后主控模块发出指令为参与任务操作的功能模块和备用功能模块断电，然后返回步骤(3)执行下一任务，直到完成所有任务为止。

2.根据权利要求1所述的智能化即插即用的飞行器电气系统可重构方法，其特征在于：所述可重构算法包括以下步骤：

(3.1)定义选中的功能模块即插即用接口的数据传输方式，所述数据传输方式为SPA-U数据传输方式或SPA-S数据传输方式，所述SPA-U数据传输方式支持低数据传输率，SPA-S数据传输方式支持高数据传输率；

(3.2)根据要执行的任务时序表确定功能模块的数据传输顺序；

(3.3)利用可编程逻辑器件对电气系统硬件电路进行控制，对未被选中的功能模块进行隔离并锁定；

(3.4)并控制电源功能模块为选中的功能模块上电，实现对功能模块的激活。

3.根据权利要求1所述的智能化即插即用的飞行器电气系统可重构方法，其特征在于：所述故障诊断算法包括以下步骤：

(4.1)在所重构的电气系统中，主控模块通过即插即用标准接口接收各功能模块输出的数据；

(4.2)应用3层BP神经网络算法实时计算第i个功能模块的输出数据与预先写入的该功能模块的故障征兆集合X的聚类中心长度d，所述3层BP神经网络算法的1层为隐层，输入层单元数N_in和输出层单元数N_out根据情况给定，隐层单元数为8；i为自然数，i＝1，2，……，N，N为功能模块个数；

(4.3)将聚类中心长度d与预先写入的第i个功能模块的故障原因集合Y进行匹配，在马尔科夫判断算法的约束条件下采用高斯模糊算法实时计算出相似度，在预先设定的时间范围内，如果相似度大于0.3，认为第i个功能模块出现故障，否则，认为第i个功能模块没有故障；

(4.4)在不同i的取值下，重复执行步骤(4.2)—(4.3)，完成所重构的电气系统中各个功能模块的故障检测。

4.根据权利要求3所述的智能化即插即用的飞行器电气系统可重构方法，其特征在于：所述马尔科夫判断算法针对的故障是独立的、无后效性的事件。

5.根据权利要求1所述的智能化即插即用的飞行器电气系统可重构方法，其特征在于：所述即插即用标准接口是能够通过电缆连接的标准USB接口，即插即用接口通过电流信号和频率传递信息，主控模块通过即插即用接口变换电流信号和电流频率来控制各个功能模块动作。