柔性可靠性与故障诊断处理综合设计技术

柔性可靠性与故障诊断处理综合设计技术
赵廷弟 田 瑾
(北京航空航天大学工程系统工程系，北京looo83)
摘 要：针对现代卫星高可靠、长寿命的要求，从卫星系统整体角度出发，根据卫星数字化系统／设备的特点，应用网格技术和多学科综合技术实现卫星内部、甚至卫星个体之间的柔性重组，提高卫星及星座的系统可靠性．提出柔性可靠性技术、测试技术和故障诊断与处理的融合技术，将可靠性、测试性和故障诊断与处理的设计分析与产品功能／性能设计紧密结合，建立综合应用的设计分析模型，实现一体化设计，并尝试对此进行综合应用仿真，以达到卫星数字化系统／设备简单、经济和高可靠的目的．
关键词：卫星；故障分析；柔性设计；任务可靠性
中图分类号：TB 114．2
文献标识码：A 文章编号：1001-5965(2006)10—1205-04
I ntegrated flexible reliability and fault diagnosis design technique
Zhao Tingdi Tian Jin
(Dept．of System Engineering of Enginering Technology，Beijing University of Aeronautics and Astronautics，Beijing 100083，China)
Abstract：In order to meet the demand that modem satellite be high—reliability and long—life，flexible restructuring was executed among the components insides atellite or among the satellites in a mission group，by means of d and multi—disciplinary technology，based on characteristics of digitalized system or equipment of satellite and over—all properties of system．Thus system reliability of satellite or satellite group could be increased．A technique that integrates flexible reliability design，testing and fault diagn osis／recovery processing
was put forward，and design & analysis to reliability，testab ility and fault diagnosis／recovery was combined
with design to function／performance of products．Th e corresponding integrated design & analysis model was established，and simulation for application was carried on．Th erefore，the digitalized system or equipment of satellite could be ensured simple—structured，low—cost and reliable．
Key words：satellites；fault analysis；flexible design ；mission reliability

在卫星设计和制造过程中，器件与材料的可靠性提高是有限的，卫星设备的可靠性大幅度提
高也是很困难的，因此要提高卫星系统的可靠性，不能仅仅是孤立地提高卫星各组成部分的可靠
性，而是需要从整星或星座系统的角度考虑部件间或星间优化重组，从而提高任务可靠性．然而，
在目前卫星设计中，卫星结构设计与控制方法、控制系统设计一般是分开进行的 -2j，缺乏系统性的考虑；卫星的故障处理方式主要表现为部件、工作模式和工作参数的切换上，在轨故障诊断和重构大多数是基于硬件冗余 ，系统工程的重组冗余关系并没有得到充分利用．
基于以上考虑，本文从系统工程的角度出发，根据卫星这种复杂的系统的功能特性、任务可靠
性和故障特性，从整星或星座系统的角度，建立起面向任务可靠性的柔性设计分析方法，即从卫星
甚至星座的整体任务功能成功性出发，应用系统
综合原理，利用信息技术(如数据链与总线技术) ，基于网格技术 整合所有可利用资源，进行系统的柔性重组和(分时段／分区域)借用，总体优化实现卫星整体的高任务可靠性．将柔性可
靠性技术作为诊断处理的方式之一，测试诊断作为柔性可靠性决策重组的依据，可进一步实现面向卫星任务可靠性的尽可能简单的故障诊断与处理．面向任务可靠性的柔性设计分析技术以及在此基础上建立的故障诊断处理方法的研究对于提高卫星系统资源的利用率，利用较少的硬件资源
达到一定的任务可靠性要求提供了较为新颖和完善的研究理念和思路．
1 柔性可靠性及故障诊断综合模型