卫星控制系统可重构性确定方法

摘要

卫星控制系统可重构性确定方法，(1)构建卫星控制系统功能树，功能树的不同层次之间根据卫星控制系统的功能实现方式采用与门或或门进行连接；(2)根据功能树不同层次间的与或关系，采用下行法或者上行法确定功能树的割集族C，所述割集族中的元素为割集，割集为实现卫星控制系统功能的部件集合；(3)将步骤(2)中确定的割集族C进行吸收处理，得到功能树的最小割集族C_min，最小割集族C_min中的元素为最小割集c_min，最小割集c_min为实现卫星控制系统功能所需的最少部件的集合；(4)对卫星控制系统进行故障模式影响分析FMEA，确定卫星控制系统的故障模式、故障发生概率、故障严酷度；(5)确定步骤(4)中的故障模式i的可重构度γ_i；(6)确定卫星控制系统的可重构率。

主权项

卫星控制系统可重构性确定方法，其特征在于步骤如下：(1)构建卫星控制系统功能树，功能树的树根为卫星控制系统的总功能，总功能包括姿态控制、轨道控制、帆板控制三个功能，每个功能分为测量功能、控制器和执行机构三个子功能，子功能作为功能树的树干，实现子功能的部件作为功能树的树叶，功能树的不同层次之间根据卫星控制系统的功能实现方式采用与门或或门进行连接；(2)根据功能树不同层次间的与或关系，采用下行法或者上行法确定功能树的割集族C，所述割集族C中的元素为割集，割集为实现卫星控制系统功能的部件集合；所述下行法确定功能树的割集族C步骤如下：从系统的总功能开始，顺次将上层功能置换为下层子功能，遇到与门，将与门的输入横向写出，遇到或门则将或门的输入竖向串列写出，直到全部门都置换到最低层的部件为止；这样得到每个分支的部件集合为功能树的一个割集，所有割集组成的集合为功能树的割集族C；所述；上行法确定功能树的割集族C步骤如下：(2.1)确定功能树中最底层的每个子功能的割集，即如果子功能通过与门实现，则与门输入端的所有部件的集合为子功能的割集；如果子功能通过或门实现，则或门输入端的每个部件均为子功能的一个割集；(2.2)利用功能树中上下层子功能之间的与门和或门关系确定上层子功能的割集；对于或门的情况，上层子功能的割集族为或门所有输入端的子功能的割集组成的集合，即：其中n为或门的输入端个数；对于与门的情况，上层子功能的割集族为与门每个输入端子功能的任一割集相并组成的割集集合，即：其中为下层子功能i的第j个割集，为与门输入端子功能1的第j₁个割集、子功能2的第j₂个割集、...、子功能n的第j_n个割集相并组成的上层子功能的割集；n₁为下层子功能1的割集个数，n₂为下层子功能2的割集个数，n_n为下层子功能n的割集个数；(3)将步骤(2)中确定的割集族C进行吸收处理，得到功能树的最小割集族C_min；最小割集族C_min中的元素为最小割集c_min，最小割集c_min为实现卫星控制系统功能所需的最少部件的集合；所述的吸收处理为：(3.1)选取割集族C中包含部件最少的割集c_min，并将c_min放入最小割集族C_min，判断其余割集中是否包含c_min中的所有部件，若包含所有部件，则从割集族C中剔除包含c_min所有部件的割集，若不包含，转步骤(3.2)；(3.2)在割集族C中重新选取包含部件最少的割集c_min，从步骤(3.1)循环执行，直至割集族C变为空集；(4)对卫星控制系统进行故障模式影响分析FMEA，确定卫星控制系统的故障模式、故障发生概率和故障严酷度；(5)确定步骤(4)中的故障模式i的可重构度γ_i：在最小割集族C_min中将每个故障模式对应的部件所在的最小割集删除，判断最小割集族C_min是否为空集，若为空集，则该故障模式不可重构，即γ_i＝0；反之，该故障模式可重构，即γ_i＝1；(6)确定卫星控制系统的可重构率R：$R=\frac{\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}{w}_i{\gamma }_i}{\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}{w}_i}$其中，w_i为根据故障模式i的严酷度、发生概率确定的加权系数，m为总的故障模式个数。