[发明专利]基于部件功能映射图的卫星在轨健康状态评估方法及评估系统

权利要求书

1.一种基于部件功能映射图的卫星在轨健康状态评估方法，其步骤包括：

(1)构建系统的树形结构的部件功能映射图，在部件功能映射图构造过程中，不考虑被隔离的异常部件，被隔离部件不参与系统功能的执行：根据卫星系统的物理结构确定系统层次结构，根据卫星系统各部件及系统各层次结构之间的功能关系，确定系统部件与功能的映射关系；

(2)评估部件健康状态，包括：

(2.1)确定表征所监测的卫星各部件健康状态的特征量参数，确定完全健康状态下这些特征量参数的均值和标准差；

(2.2)根据观测的部件的特征量数据，采用特征参数加权融合方法计算部件健康状态指标值；

(3)评估系统健康状态，包括：

(3.1)确定下一层次各元素对上一层次的实际贡献度，并基于各元素的实际贡献度获得相对权重；

(3.2)根据卫星系统各元素之间的逻辑关系以及所述的部件健康状态指标值和相对权重，逐层确定卫星系统完成各个功能的能力，即对应于卫星系统各层次的健康状态值；

设所述部件功能映射图的某非叶节点为s，s对应于卫星系统的特定系统功能；其子节点为e₁,e₂,…,e_m，元素e₁,e₂,…,e_m是完成特定系统功能s的相关系统部件或低层次系统功能，则所述逻辑关系是指为完成特定系统功能s对e₁,e₂,…,e_m提出的逻辑要求；所述逻辑关系包括逻辑“或”关系；

若完成特定系统功能s对e₁,e₂,…,e_m提出的要求为逻辑“或”关系，设构成特定系统功能s的m个元素的健康状态指标值为H₁,…,H_m，且H₁,…,H_m对应的实际贡献度为W₁,…,W_m，则s的健康状态指标值为：

(3.3)设定健康状态指标值的健康阈值和危险阈值，所述健康阈值大于所述危险阈值，若健康状态指标值不低于健康阈值，则认定卫星系统处于健康状态；若健康状态指标值低于健康阈值但不低于危险阈值，则认定卫星系统处于亚健康状态；若健康状态指标值低于危险阈值，则认定卫星系统处于不健康状态。

2.根据权利要求1所述的卫星在轨健康状态评估方法，其特征在于，所述步骤(1)的具体操作步骤包括：

(1.1)根据评估对象的系统层次结构和功能关系，按照自上而下的顺序对卫星系统的功能进行分解，直至无法继续分解或根据评估要求不需要继续分解为止；

(1.2)为完成每一系统层次的系统功能，要求其下一层次的系统部件或低层次系统功能全部得以实现，并据此确定直接参与实现该系统功能的系统部件或低层次系统功能，进而确定所有映射到该系统功能的相关系统部件或低层次系统功能的逻辑关系，得到部件功能映射图。

3.根据权利要求2所述的卫星在轨健康状态评估方法，其特征在于，还包括逻辑“与”关系，所述逻辑“与”关系是指完成特定系统功能s需要e₁,e₂,…,e_m全部完成e₁,e₂,…,e_m自身的功能。

4.根据权利要求3所述的卫星在轨健康状态评估方法，其特征在于，在所述部件功能映射图中，所述逐层确定卫星系统完成各个功能的能力是指由下往上逐层确定卫星系统各功能层的健康状态指标值，具体如下：

若完成特定系统功能s对e₁,e₂,…,e_m提出的要求为逻辑“与”关系，设构成特定系统功能s的m个元素的健康状态指标值分别为H₁,…,H_m，则s的健康状态指标值为：