[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

说明书

一种智能化即插即用的飞行器电气系统可重构方法，主控模块、各功能模块以及功能模块的备用模块通过即插即用标准接口进行连接，形成飞行器可重构电气系统，主控模块通过智能化算法根据空间飞行器执行任务选择需要的功能模块，按照可重构算法对功能模块进行激活，构成执行相应任务的电气系统，通过故障诊断算法对电气系统的功能模块进行检查，当某个功能模块存在故障时，隔离该功能模块并激活其备用模块，重构执行该任务的电气系统，完成任务操作。本发明可以有效满足空间飞行器多任务输入要求，降低飞行器执行任务的成本。

技术领域

本发明涉及一种智能化即插即用的飞行器电气系统可重构方法，属于综合电子技术领域。

背景技术

随着人类在科学试验、深空探测、商业服务及太空军事应用方面的航天活动日益频繁，航天器电子系统需要满足空间运输、空间碎片清除、在轨服务和维修等多种任务的不同功能需求。从总体趋势上看，未来空间飞行器的电气系统需要承担更多的空间任务，传统的电气系统通过高可靠性和高冗余保证电子系统正常工作，并通过增加硬件设备和软件设备实现空间飞行器任务功能。这一设计方式已经面临着巨大的压力和不断上升的成本。因此未来在设计空间飞行器电气系统时，需要跳出传统设计思路，在航天领域，随着智能化技术、功能模块规范设计、即插即用等技术取得重大突破，美国已经在卫星多任务设计过程中建立了顶层即插即用设计规范，并在地面生产过程中研究特定功能模块，在地面上通过设计人员编程并改变硬件电路实现执行多任务卫星的可重构和快速生产。其缺陷是每一次重构都需要地面人员参与，每次可重构后都需要运载工具发射到指定轨道执行相应任务，虽然较传统手段前进了一些，但是实现过程仍然很复杂，且成本仍然较高。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种智能化即插即用的飞行器电气系统可重构方法，满足空间飞行器多任务输入要求，降低飞行器执行任务的成本。

本发明的技术解决方案是：一种智能化即插即用的飞行器电气系统可重构方法，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)；

(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。。

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；