本书全面论述空间推进系统自主健康管理概念、研究意义、主要研究内容、实现方法以及国内外最新研究进展，主要包括：空间推进系统动力学建模与仿真、推进系统故障模式与可诊断性分析、基于符号有向图的诊断方法、定性定量集成的故障诊断方法、基于解析冗余关系的故障诊断方法、故障条件下可恢复性分析、基于可满足问题的智能配置和重构方法、自主健康管理原型系统分析与设计等。
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第1章 绪论
1.1 研究背景与内涵 001
1.2 空间推进系统动力学建模与仿真研究进展 003
1.2.1 推进系统静动态过程的数值模拟方法 003
1.2.2 推进系统模块化建模与仿真 005
1.3 空间推进系统故障诊断方法研究进展 007
1.3.1 故障可诊断性分析 008
1.3.2 故障诊断方法 009
1.3.3 故障诊断方法在航天领域的适用性分析 019
1.4 空间推进系统故障诊断系统的应用研究进展 021
1.5 自主健康管理理论方法研究现状与分析 026
1.5.1 故障检测 027
1.5.2 诊断推理 029
1.5.3 系统重构 040
1.6 自主健康管理系统研究现状与分析 043
1.6.1 国外健康管理系统研究进展 043
1.6.2 国内健康管理系统研究进展 047
第2章 空间推进系统动力学建模与仿真
2.1 引言 049
2.2 推进系统模块化建模方法 050
2.2.1 推进系统的模块化分解 051
2.2.2 模块的动力学建模 053
2.2.3 系统仿真模型的构建 054
2.3 推进系统的模块化建模 055
2.3.1 气路子系统模块 055
2.3.2 液路子系统模块 060
2.4 推进系统动力学仿真分析 063
2.4.1 推进系统动力学仿真模型及其验证 063
2.4.2 推进系统主供应管路的动态特性分析 066
2.4.3 推进系统姿控管网的动态特性分析 068
2.4.4 推进系统水击的抑制方法 071
2.5 推进系统故障仿真分析 075
2.5.1 推进系统稳态故障效应分析 075
2.5.2 推进系统故障过渡特性分析 082
2.6 结论 084
第3章 推进系统故障模式与可诊断性分析
3.1 典型推进系统的构成及工作过程 086
3.1.1 DFH卫星推进系统构成及工作过程 086
3.1.2 SZ推进系统构成及工作过程 088
3.2 推进系统故障模式与效应分析 092
3.3 推进系统故障可诊断性分析 097
3.3.1 故障可诊断性评价方法 097
3.3.2 故障可诊断性的度量指标 099
3.3.3 推进系统可诊断性实例分析 100
3.4 结论 106
第4章 基于符号有向图的诊断方法研究
4.1 引言 107
4.2 推进系统的SDG建模 108
4.2.1 SDG模型简介 108
4.2.2 SDG建模方法 112
4.2.3 推进系统的SDG模型 115
4.3 空间推进系统基于SDG模型的诊断实例 118
4.3.1 基于SDG模型的诊断策略 118
4.3.2 DFH卫星推进系统的诊断结果与分析 119
4.3.3 SZ推进系统的诊断结果与分析 121
4.4 基于SDG模型的推进系统传感器配置 123
4.4.1 基于可检测性的传感器配置 123
4.4.2 基于可隔离性的传感器配置 126
4.4.3 传感器配置实例与分析 126
4.5 结论 129
第5章 空间推进系统定性定量集成的故障诊断方法研究
5.1 引言 131
5.2 推进系统基于动态SDG模型的故障诊断方法 131
5.2.1 系统的动态SDG模型描述 132
5.2.2 基于动态SDG模型的诊断算法 133
5.2.3 SZ推进系统诊断实例分析 134
5.3 集成定量信息的动态SDG模型故障诊断方法 136
5.3.1 推进系统定量信息的分析 136
5.3.2 集成定量信息的动态SDG模型 139
5.3.3 SZ推进系统诊断实例分析 140
5.4 结论 142
第6章 空间推进系统基于解析冗余关系的故障诊断方法研究
6.1 引言 143
6.2 基于解析冗余关系的故障诊断方法 144
6.2.1 基于解析冗余关系的故障诊断问题 144
6.2.2 基于解析冗余关系的故障诊断 145
6.2.3 基于Ｚ－检验的残差定性化 145
6.2.4 基于诊断键合图构建解析冗余关系 147
6.3 基于解析冗余关系的推进系统故障诊断实现 148
6.3.1 诊断键合图的建立 148
6.3.2 解析冗余关系的建立 150
6.3.3 故障特征矩阵的产生 152
6.3.4 验证与结果分析 153
6.4 结论 158
第7章 推进系统故障条件下可恢复性分析
7.1 引言 159
7.2 系统结构配置栅格图 160
7.2.1 系统属性空间及其特性 162
7.3 故障条件下的可恢复性评估 164
7.3.1 部件效用性评估 164
7.3.2 属性空间评估 166
7.4 实例分析 171
7.4.1 DFH4卫星推进系统故障可恢复性评估 171
7.4.2 DS1推进系统故障可恢复性评估 172
7.5 结论 174
第8章 基于可满足问题的智能配置和重构方法研究
8.1 引言 175
8.2 空间推进系统配置与重构问题描述 177
8.2.1 配置与重构问题 177
8.2.2 系统状态转换关系 178
8.2.3 偏好性指标 181
8.3 基于可满足问题的空间推进系统配置与重构 181
8.3.1 系统智能配置与重构问题表示为可满足问题 184
8.3.2 基于子句权重的Ａ搜索算法 186
8.4 基于可满足问题的智能配置与重构的验证 189
8.4.1 基于可满足问题的系统建模 190
8.4.2 验证与结果分析 193
8.5 结论 194
第9章 推进系统自主健康管理原型系统分析与设计
9.1 引言 196
9.2 自主健康管理原型系统设计与实现 197
9.2.1 系统功能分析 197
9.2.2 系统硬件设计与实现 198
9.2.3 系统软件设计与实现 201
9.2.4 系统考核与验证 204
9.3 在轨实时状态记录系统设计与实现 208
9.3.1 系统分析与设计 208
9.3.2 系统开发与实现 210
9.3.3 系统考核与验证 212
9.4 结论 213
第10章 空间推进系统故障诊断系统的设计与实现
10.1 引言 215
10.2 系统总体分析与框架设计 216
10.2.1 系统总体分析 216
10.2.2 系统总体框架设计 217
10.3 系统硬件设计与实现 218
10.4 系统软件设计与实现 221
10.4.1 故障诊断子系统的实现 221
10.4.2 模拟仿真子系统的实现 224
10.5 系统集成与考核验证 226
10.5.1 正常数据的考核验证 227
10.5.2 故障数据的考核验证 228
10.6 结论 230
参考文献 231
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