航天器控制系统自主诊断重构技术：系统可诊断性与可重构性的评价和设计

　　全书共分六个部分，第一部分介绍了可诊断性与可重构性的定义、内涵及研究进展等;第二部分研究了系统建模与故障分析方法、可诊断性与可重构性理论的核心，以及系统诊断和重构能力的表征、判定和量化方法;第三部分阐述了基于相关性模型、解析冗余关系、距离相似度、方向相似度和考虑非线性因素影响的可诊断性评价方法，以及基于相关性模型、DM 分解技术、优化理论和考虑干扰因素影响的可诊断性设计方法;第四部分介绍了考虑多种资源约束的可重构性评价方法，以及面向时间与空间双重维度的可重构性设计方法;第五部分介绍了自主诊断重构地面验证系统和可诊断性评价工具软件、可重构性评价工具软件，以及仿真应用情况;第六部分对航天器控制系统自主诊断核重构技术做出了总结和展望.

　　王大轶，研究员，博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者，国防科技卓越青年科学基金获得者，国家万人计划科技创新领军人才，国家有突出贡献中青年专家，973项目技术首席；2016年获何梁何利基金科学与技术创新奖，2017年入选百千万人才工程，享受国务院政府特殊津贴。

目录




第1章绪论1

11引言1

12可诊断性内涵与研究进展3

121内涵3

122应用范围4

123研究进展4

13可重构性内涵与研究进展10

131内涵10

132应用范围11

133研究进展11

14本书的主要内容19

参考文献21
第2章航天器控制系统建模及故障分析30

21引言30

22航天器控制系统的模型建立30

221常用坐标系定义30

222航天器姿态的数学描述30

223航天器姿态的动力学与运动学方程32

224航天器控制系统的组成34

23航天器控制系统故障模式分析37

231典型故障模式37

232故障模式分类与建模39

24小结42

参考文献43
第3章可诊断性与可重构性理论方法44

31引言44

32可诊断性理论44

321可诊断性表征44

322可诊断性判定45

323可诊断性量化57

33可重构性理论59

331可重构性表征59

332可重构性判定62

333可重构性量化68

34小结70

参考文献71
第4章可诊断性评价方法72

41引言72

42基于相关性模型的可诊断性评价方法72

421基于多信号流图技术的可诊断性模型建立72

422基于相关性模型的可诊断性评价指标设计74

423仿真算例75

43基于解析冗余关系的可诊断性评价方法78

431基于解析冗余关系的可诊断性模型建立79

432基于解析冗余关系的可诊断性评价指标设计80

433仿真算例80

44基于距离相似度的可诊断性评价方法84

441问题的数学描述84

442评价原理85

443基于巴氏系数的距离相似性度量86

444可检测性和可分离性的评价指标设计87

445基于距离相似度的可诊断性评价流程89

446仿真算例89

45基于方向相似度的可诊断性评价方法98

451距离相似度评价准则的局限性分析98

452基于方向相似度的可诊断性评价原理100

453基于方向相似度的可诊断性评价指标和具体流程102

454仿真算例105

46考虑非线性因素影响的可诊断性评价方法110

461问题的数学描述110

462考虑非线性因素影响的可诊断性定义和定性评价准则111

463考虑非线性因素影响的可诊断性量化评价原理114

464基于子空间相似度的判别准则114

465考虑非线性因素影响的可诊断性量化评价指标115

466考虑非线性因素影响的可诊断性评价流程116

467仿真算例116

47小结121

参考文献122
第5章可诊断性设计方法124

51引言124

52可诊断性指标分配方法124

521基于部件分配权重的可诊断率指标分配方法124

522基于故障模式分配权重的可诊断率指标分配方法127

523仿真算例128

53基于相关性模型的可诊断性设计方法130

531满足可检测性要求的可诊断性设计流程131

532满足可分离性要求的可诊断性设计流程131

533仿真算例132

54基于DM分解技术的可诊断性设计方法134

541偶邻近矩阵的构建134

542变量之间约束关系的分析135

543测点的优化配置135

544仿真算例136

55基于优化理论的可诊断性设计方法141

551优化问题的构建141

552优化问题的求解142

553仿真算例144

56考虑干扰因素影响的可诊断性设计方法147

561考虑干扰因素影响的可诊断性设计指标147

562考虑干扰因素影响的可诊断性设计流程148

563仿真算例148

57小结151

参考文献152
第6章可重构性评价方法153

61引言153

62可重构性评价指标设计153

621评价指标的定义154

622权值矩阵的确定155

63面向不同影响因素的可重构性评价156

631能控系统的可重构性评价156

632能量及时间受限系统的可重构性评价157

633受扰及时间受限系统的可重构性评价165

634评价指标的应用173

64复杂系统的可重构性评价176

641结构分解相关概念176

642功能分解相关概念177

643功能目标模型建立179

644可重构性评价182

645航天器控制系统可重构性评价实例183

65小结189

参考文献191
第7章可重构性设计方法192

71引言192

72可重构性指标分配192

721可重构性分配原则192

722基于加权理论的可重构性分配193

723基于优化理论的可重构性分配198

73基于优化理论的可重构性设计199

731系统构型的优化设计199

732重构时机的优化设计208

74基于功能目标模型的复杂系统可重构性设计216

741复杂系统设计问题描述216

742航天器控制系统可重构性设计220

75小结227

参考文献228
第8章自主诊断重构地面仿真验证技术229

81引言229

82地面仿真验证系统简介229