一种航天器运行异常状态的分析方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种航天器运行异常状态的分析方法及装置，其中，该方法包括：将待检测时间段内的遥测数据与正常状态下的历史数据进行比较，以确定遥测数据的异常情况；在遥测数据存在异常的情况下，根据上述两组数据对应序列的相关系数，确定遥测数据对应参数的异常程度信息；根据航天器设计数据建立遥测数据对应参数与单机设备的关联矩阵；根据关联矩阵对应的关联数据及异常程度信息，确定各单机设备的故障概率，以分析各单机设备发生异常情况的可能性。本发明利用了遥测数据，以对其异常情况进行分析，解决了缺少一种对航天器运行时的异常状态进行分析的方法，导致航天器在运行出现异常时，无法对出现问题的部件进行确定的问题。
【专利说明】—种航天器运行异常状态的分析方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及故障预测与检测领域，特别是涉及一种航天器运行异常状态的分析方法及装置。
【背景技术】
[0002]在轨航天器长期运行在空间环境中，受复杂环境、工作状态及载荷等多因素影响，其功能和性能可能会发生异常变化，而这些异常变化通常可以通过遥测参数反映出来，但是并没有对上述信息进行充分利用。
[0003]现有技术中，缺少一种对航天器运行时的异常状态进行分析的方法，导致航天器在运行出现异常时，无法对出现问题的部件进行确定。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种航天器运行异常状态的分析方法及装置，用以解决现有技术中，缺少一种对航天器运行时的异常状态进行分析的方法，导致航天器在运行出现异常时，无法对出现问题的部件进行确定的问题。
[0005]为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种航天器运行异常状态的分析方法，包括:将待检测时间段内的遥测数据与正常状态下的历史数据进行比较，以确定所述遥测数据的异常情况；在所述遥测数据存在异常的情况下，根据上述两组数据对应序列的相关系数，确定所述遥测数据对应参数的异常程度信息；根据航天器设计数据建立所述遥测数据对应参数与单机设备的关联矩阵；根据所述关联矩阵对应的关联数据及所述异常程度信息，确定各单机设备的故障概率，以分析各单机设备发生异常情况的可能性。
[0006]进一步，将待检测时间段内的遥测数据与正常状态下的历史数据进行比较，以确定所述遥测数据的异常情况包括:计算所述两组数据对应序列的相关系数，并将所述相关系数与预设系数阈值比较；在所述相关系数小于所述预设系数阈值的情况下，确定所述遥测数据存在异常情况。
[0007]进一步，计算所述两组数据对应序列的相关系数，并将所述相关系数与预设系数阈值比较包括:预设X、y分别为某一参数的遥测数据的工程值序列，Cov为相关系数，则两序列X和y的相关系数计算公式如下:
【权利要求】
1.一种航天器运行异常状态的分析方法，其特征在于，包括: 将待检测时间段内的遥测数据与正常状态下的历史数据进行比较，以确定所述遥测数据的异常情况； 在所述遥测数据存在异常的情况下，根据上述两组数据对应序列的相关系数，确定所述遥测数据对应参数的异常程度信息； 根据航天器设计数据建立所述遥测数据对应参数与单机设备的关联矩阵； 根据所述关联矩阵对应的关联数据及所述异常程度信息，确定各单机设备的故障概率，以分析各单机设备发生异常情况的可能性。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将待检测时间段内的遥测数据与正常状态下的历史数据进行比较，以确定所述遥测数据的异常情况包括: 计算所述两组数据对应序列的相关系数，并将所述相关系数与预设系数阈值比较； 在所述相关系数小于所述预设系数阈值的情况下，确定所述遥测数据存在异常情况。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，计算所述两组数据对应序列的相关系数，并将所述相关系数与预设系数阈值比较包括: 预设X、I分别为某一参数的遥测数据的工程值序列，Cov为相关系数，则两序列X和y的相关系数计算公式如下:
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据上述两组数据对应序列的相关系数，确定所述遥测数据对应参数的异常程度信息包括: 预设异常程度信息为Yi，则Yi = 1-1CovI，其中，Yi取值范围为[0，1]。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述关联矩阵对应的关联数据及所述异常程度信息，确定各单机设备的故障概率，以分析各单机设备发生异常情况的可能性包括: 取所述关联矩阵中所有异常参数所在的行对应的列进行与运算，以得到单机设备与故障的关联矩阵； 如果所述单机设备与故障的关联矩阵中存在为I的列，则对应单机设备确定为故障关联单机，对所述单机设备与故障的关联矩阵进行归一化，以得出对应单机设备的故障概率； 如果所述单机设备与故障的关联矩阵中存在的所有列均为0，则对异常参数所在行进行归一化，以使其概率和为I ;再根据所有异常参数中每个异常参数的异常程度信息分配所述异常参数的权重，以使其权重总和为I ;再对加权后的异常参数相应的单机设备对应列进行求和运算，以得到单机设备与故障的关联矩阵，以得出对应单机设备的故障概率。
6.一种航天器运行异常状态的分析装置，其特征在于，包括: 异常参数检测模块，用于将待检测时间段内的遥测数据与正常状态下的历史数据进行比较，以确定所述遥测数据的异常情况；在所述遥测数据存在异常的情况下，根据上述两组数据对应序列的相关系数，确定所述遥测数据对应参数的异常程度信息； 关联矩阵建立模块，用于根据航天器设计数据建立所述遥测数据对应参数与单机设备的关联矩阵； 单机异常概率确定模块，用于根据所述关联矩阵对应的关联数据及所述异常程度信息，确定各单机设备的故障概率，以分析各单机设备发生异常情况的可能性。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述异常参数检测模块包括: 比较单元，用于计算所述两组数据对应序列的相关系数，并将所述相关系数与预设系数阈值比较； 确定单元，用于在所述相关系数小于所述预设系数阈值的情况下，确定所述遥测数据存在异常情况。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于， 所述比较单元，还用于在预设x、y分别为某一参数的遥测数据的工程值序列，Cov为相
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于， 所述关联矩阵建立模块，还用于在预设异常程度信息为Yi的情况下，确定Yi =l-|Cov|，其中，Yi取值范围为[O, 1]。
10.如权利要求6至9中任一项所述的装置，其特征在于， 所述单机异常概率确定模块，还用于取所述关联矩阵中所有异常参数所在的行对应的列进行与运算，以得到单机设备与故障的关联矩阵； 在所述单机设备与故障的关联矩阵中存在为I的列的情况下，对应单机设备确定为故障关联单机，对所述单机设备与故障的关联矩阵进行归一化，以得出对应单机设备的故障概率； 在所述单机设备与故障的关联矩阵中存在的所有列均为O的情况下，对异常参数所在行进行归一化，以使其概率和为I;再根据所有异常参数中每个异常参数的异常程度信息分配所述异常参数的权重，以使其权重总和为I;再对加权后的异常参数相应的单机设备对应列进行求和运算，以得到单机设备与故障的关联矩阵，以得出对应单机设备的故障概率。
【文档编号】G05B23/02GK103699118SQ201310701222
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】李蕊, 房红征, 罗凯, 王伟, 樊焕贞, 文博武 申请人:北京航天测控技术有限公司