一种卫星控制系统故障诊断测试方法与流程

本发明涉及一种测试方法，具体涉及一种基于产品故障模拟器的卫星控制系统的故障诊断测试方法。

背景技术：

卫星控制系统是卫星中最复杂、最重要的分系统之一，其任何部件的故障都有可能导致卫星部分或全部功能丧失，因此，系统设计中一项非常重要工作就是故障诊断与系统重构设计，也就需要重视卫星控制系统的故障诊断测试。如果故障诊断测试覆盖性不全，最终可能导致严重后果，造成巨大经济损失。

现有的故障诊断测试方法具有一定的局限性：

1、操作复杂，可靠性低

原有的测试方法是在故障产品与星载计算机间增加转接盒，更换故障产品时需要对整个系统断电、操作后再加电进行相应的故障诊断测试，操作非常复杂，可靠性低。

2、故障模拟类型受限、损害单机的概率非常大

当进行单机极限情况（如单机通讯中断、状态字错、输出数据异常等）进行测试时，可能对物理部件带来一定程度的破坏，造成不必要的损失和浪费。

3、故障验证覆盖性不全，可靠性低

由于能模拟的故障类型少，有些故障很难实现，不能充分模拟单机或系统各种故障，故障验证覆盖性不全，导致有些故障类型的故障测试不可测，仅通过走查姿轨控软件进行，可靠性比较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种卫星控制系统故障诊断测试方法，基于产品模拟器和故障模拟装置实现卫星控制系统的故障诊断测试，从而充分进行故障诊断和系统重构试验，充分考核故障诊断方案的合理性，充分考核星载控制系统软件对单机故障的识别与对策的正确性，彻底暴露软件潜存的问题，真正提高系统的可靠性。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种卫星控制系统故障诊断测试方法，其中故障模拟控制计算机控制故障模拟装置进行内部切换，使星载计算机与故障模拟器分别连接所述故障模拟装置的相应接口接通，实现星载计算机与故障模拟器的数据交互；

故障模拟控制计算机向故障模拟器，发送相关产品的故障类型、故障数据和故障次数；故障模拟器模拟相应故障，并输出与产品匹配的物理特性信号至星载计算机；

星载计算机根据故障模拟器输出的信息进行故障诊断，并根据故障诊断与系统重构方案进行故障切换与系统重构，来进行卫星控制系统故障诊断测试。

优选地，所述故障模拟装置具有分别连接星载计算机、真实产品和故障模拟器的不同接口；

所述故障模拟装置的默认状态，是使星载计算机与真实产品的相应接口连通；在故障诊断测试中，通过切换使星载计算机与故障模拟器的相应接口连通。

优选地，所述故障模拟控制计算机通过网络交换机，连接故障模拟装置以发送驱使星载计算机从与真实产品连通切换为与故障模拟器连通的指令，以及连接故障模拟器以发送通过该故障模拟控制计算机所设定的故障类型、故障数据和故障次数。

本发明采用的方法，与现有技术相比，其优点和有益效果是：

1、操作简单，可靠性高

该测试方法可以随时切换星载计算机与真实产品或故障模拟器进行数据交互，操作方便，可靠性高。

2、真实性高

本测试方法，可以仅切换需要模拟故障的产品，尽可能多的使用真实产品，同时故障模拟器模拟的产品故障模式及输出数据与真实产品一致，能更真实体现卫星在轨飞行时卫星控制系统的故障诊断与系统重构。

3、安全性强，研制成本低

该方法操作简单，不会对单机的安全带来任何危害，克服了用真实产品来模拟故障的弊端，不仅可降低研制成本，也可以减少不必要损失。

4、通用性强

该方法与卫星型号无关，可用于各种需要进行故障诊断测试的卫星控制系统，通用性强。

附图说明

以下将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：

图1是卫星控制系统故障诊断试验的示意框图；

图2是卫星控制系统故障模拟控制界面的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明中通过故障模拟器，来模拟产品故障时的故障模式（或故障类型）及故障数据，同时输出与产品输出一致的物理特性信号至星载计算机。

本发明中还设置有故障模拟装置，其具有不同的接口分别连接星载计算机、真实产品和故障模拟器，通过故障模拟装置内部切换可选择将星载计算机与真实产品或故障模拟器之中的一个连通来进行数据交互。

其中，故障模拟装置的默认状态，例如是将星载计算机与真实产品连通。当要进行故障诊断测试时，需切换使故障模拟器与星载计算机进行通讯。具体的示例中，由故障模拟控制计算机通过网络，分别连接故障模拟装置和故障模拟器。

如图2所示，是卫星控制系统故障模拟控制界面的示意图。用于故障模拟控制计算机选择控制单机类型、控制故障模拟装置的切换，以及控制发送故障模式、故障数据及故障次数至故障模拟器。通过网络交换机，还可以使故障模拟装置、故障模拟器与其他的控制计算机，如动力学模拟计算机交互，来进行相应模拟测试，本文不一一赘述。

本发明在故障诊断测试中，故障模拟控制计算机发送相关指令，以控制故障模拟装置进行切换，使星载计算机与故障模拟器进行数据交互；

然后，故障模拟控制计算机通过网络，发送相关产品的故障类型、故障数据和故障次数至故障模拟器；

故障模拟器模拟相应故障，并输出与产品匹配的物理特性信号至星载计算机；

星载计算机根据故障模拟器输出的信息进行相应的故障诊断，并根据故障诊断与系统重构方案进行故障切换与系统重构，从而实现卫星控制系统故障诊断测试，验证系统故障诊断与系统重构方案的正确性，验证星载控制系统软件的正确性。

此外，星载计算机根据故障数据进行故障判别与系统重构后，还可以切换至与真实产品进行数据交互，从而更真实地完成卫星控制系统的测试。

综上所述，通过本发明的测试方法，可以有效的对卫星控制系统的故障诊断与系统重构方案进行全面测试，同时即不破坏产品的物理状态，也能更接近于真实在轨飞行的产品组成。该方法大大提高了以往测试方法的全面性、真实性和可靠性，对确保卫星控制系统的可靠稳定运行具有积极作用。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。