经不能满足空间飞行器多任务要求，因此需要研究新型的 可重构电气系统来满足空间飞行器的多任务要求。
[0036] 本发明用于根据未来空间任务的多样化要求，解决传统电气系统配置多套软硬件 资源满足不同任务模式的问题，从而达到精简设备和降低成本的目的。利用电气系统的可 重用资源并根据空间实际任务要求重新构建系统。可重构电气系统通过智能化算法实现 对空间飞行器任务判断，通过任务需求选择功能模块利用可重构算法实现重构，通过故障 检测算法对故障模块的信息进行收集和再处理，并对故障模块进行隔离，将安全的功能模 块重新配置到系统中；通过即插即用功能实现电子系统各个功能模块与主控模块的有机结 合。
[0037] 因此，引入智能化即插即用的飞行器电气系统可重构方法，根据空间飞行器的多 任务要求，设计相关功能模块，并将传统的功能模块控制功能集成到电气系统主控模块中， 实现电气系统结构设计的简单化和高效化。主控模块、各功能模块以及功能模块的备用模 块通过即插即用标准接口进行连接，形成飞行器可重构电气系统，主控模块通过智能化算 法根据空间飞行器执行任务选择需要的功能模块，按照可重构算法对功能模块进行激活， 构成执行相应任务的电气系统，通过故障诊断算法对电气系统的功能模块进行检查。当某 个功能模块存在故障时，隔离该功能模块并激活其备用模块，重构执行该任务的电气系统， 完成任务操作。本发明可以有效满足空间飞行器多任务输入要求，降低飞行器执行任务的 成本，并带动相关技术取得突破。
[0038] 如图1所示，本发明具体实施步骤如下：
[0039] (1)设计主控模块，将飞行器电气系统各种功能模块的控制功能集成到主控模块 中，各功能模块以及功能模块的备用模块只保留执行功能；
[0040] (2)为主控模块、各功能模块以及功能模块的备用模块设计即插即用标准接口，通 过所述即插即用标准接口将主控模块、各功能模块以及功能模块的备用模块在地面完成连 接，形成飞行器可重构电气系统，然后将空间飞行器发射到相关轨道上后，进入步骤（3); 所述即插即用标准接口是能够通过电缆连接的标准USB接口，即插即用接口通过电流信号 和频率传递信息，主控模块通过即插即用接口变换电流信号和电流频率来控制各个功能模 块动作。
[0041] (3)当空间飞行器运行到在轨指定区域时，主控模块根据空间飞行器要执行的任 务，利用智能化算法从可重构电气系统中选中相应的功能模块，并按照可重构算法对功能 模块进行激活，形成执行相应任务的电气系统，进入步骤（4);
[0042] 智能化算法包括以下步骤：
[0043] (2. 1)主控模块判断空间飞行器要执行的任务是固定任务还是临时任务，如果要 执行任务的任务时序和任务指令与主控模块预先写入的任务时序和任务指令相同，则该任 务为固定任务，进入步骤（2. 2)，否则为临时任务，进入步骤（2.3);
[0044] (2. 2)主控模块根据预先写入的任务指令从可重构电气系统中选中需要的功能模 块以及电源功能t旲块；
[0045] (2. 3)主控模块接收地面上传的任务指令，根据接收的任务指令从可重构电气系 统中选中需要的功能模块以及电源功能模块；
[0046] 所述任务指令包括要执行的功能以及需要的功能模块。
[0047] 可重构算法包括以下步骤：
[0048] (3. 1)定义选中的功能模块即插即用接口的数据传输方式；
[0049] (3. 2)根据要执行的任务时序表确定功能模块的数据传输顺序；
[0050] (3. 3)利用可编程逻辑器件对电气系统硬件电路进行控制，对未被选中的功能模 块进行隔离并锁定；
[0051] (3.4)启动选中功能模块的即插即用接口，并控制电源功能模块为选中的功能模 块上电，实现对功能模块的激活。
[0052] (4)采用本发明中的故障诊断算法对电气系统选中的功能模块进行故障诊断，当 步骤（3)形成的电气系统所有功能模块正常工作时，系统按正常程序进行工作；当发现功 能模块故障时，电气系统主控模块控制电源功能模块将对故障模块进行断电隔离，并将激 活备用功能模块引入电气系统中，对步骤（3)执行相应任务的电气系统进行重构，进入步 骤（5);
[0053] 故障诊断算法包括以下步骤：
[0054] (4. 1)在所重构的电气系统中，主控模块通过即插即用标准接口接收各功能模块 输出的数据；
[0055] (4. 2)应用3层BP神经网络算法计算第i个功能模块的输出数据与预先写入的该 功能模块的故障征兆集合X的聚类中心长度d，所述3层BP神经网络算法的1层为隐层， 输入层单元数N in和输出层单元数~_根据情况给定，隐层单元数为8;i为自然数，i = 1， 2,……，所重构电气系统中功能模块个数；
[0056] (4. 3)将聚类中心长度d与预先写入的第i个功能模块的故障原因集合Y进行匹 配，采用高斯模糊算法，在马尔科夫判断算法（故障是独立的、无后效性的事件）的约束条 件下计算出相似度，当相似度大于〇. 3时，认为第i个功能模块出现故障，否则，认为第i个 功能t吴块没有故障；
[0057] (4. 4)在不同i的取值下，重复执行步骤（4. 2) - (4. 3)，完成所重构的电气系统中 各个功能模块的故障检测。
[0058] (5)确认电气系统正常工作后，完成当前任务，主控模块发出指令为参与任务操 作的功能模块和备用功能模块（当有功能模块故障时，形成的电气系统就包含备用功能模 块）断电，然后返回步骤（3)执行下一任务，直到完成所有任务为止。
[0059] 实施例：
[0060] 以卫星在太空执行多任务为例，卫星的电气系统包括测量通信、电源、GNC、数据管 理、温度控制等功能模块。
[0061 ] 根据本发明的电气系统可重构电气系统方法实现相关功能，举例如下：
[0062] (1)设计卫星电气系统的主控模块，将飞行器电气系统各种功能模块的控制功能 集成到主控模块中，各功能模块以及功能模块的备用模块只保留执行功能，如测量通信功 能模块、电源功能模块、GNC功能模块、数据管理功能模块。
[0063] (2)为主控模块、各种功能模块以及功能模块的备用模块设计即插即用标准接口， 通过即插即用标准接口将主控模块和各种功能模块以及功能模块的备用模块进行连接，形 成飞行器可重构电气系统，运载工具将卫星运送到指定轨道，进入步骤（3)。
[0064] (3)当空间飞行器运行到在轨指定区域时，根据空间飞行器要执行的任务，利用智 能化算法从可重构电气系统中选中相应的功能模块，并按照可重构算法对功能模块进行激 活，形成执行相应任务的电气系统，进入步骤（4);
[0065] 在本实施例中，空间飞行器执行第一个任务为通信工作。智能化算法经过判断得 出该任务为固定任务，因此主控模块根据预先写入的任务指令从可重构电气系统中选中测 量通信功能模块、电源功能模块、数据管理功能模块。
[0066] 主控模块按照可重构算法对功能模块进行激活，步骤为：
[0067] (3. 1)定义选中的功能模块即插即用接口的数据传输方式为SPA-U数据传输方 式；
[0068] (3. 2)根据通信工作的任务时序表确定功能模块的数据传输顺序为电源功能模 块、测量通信功能模块和数据管理功能模块：
[0069] (3. 3)利用可编程逻辑器件对电气系统硬件电路进行控制，对GNC功能模块进行 隔离并锁定；
[0070] (3. 4)控制电源功能模块为选中的功能模块上电，实现对功能模块的激活。
[0071] (4)主控模块根据故障诊断算法对测量通信功能模块、电源功能模块、数据管理功 能模块进行故障检测，
[0072] 检测方法为：首先主控模块通过即插即用标准接口接收测量通信功能模块、电源 功能模块、数据管理功能模块输出的数据。以检测测量通信功能模块为例，应用3层BP神 经网络算法实时计算测量通信功能模块的输出数据与预先写入的测量通信功能模