CN116305556A - 一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统 - Google Patents
一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116305556A CN116305556A CN202310215080.1A CN202310215080A CN116305556A CN 116305556 A CN116305556 A CN 116305556A CN 202310215080 A CN202310215080 A CN 202310215080A CN 116305556 A CN116305556 A CN 116305556A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- data
- calculation
- spacecraft
- tool
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 title claims abstract description 45
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims abstract description 102
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 65
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 8
- KLPWJLBORRMFGK-UHFFFAOYSA-N Molindone Chemical compound O=C1C=2C(CC)=C(C)NC=2CCC1CN1CCOCC1 KLPWJLBORRMFGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229940028394 moban Drugs 0.000 claims abstract description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 50
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 21
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 13
- 230000036541 health Effects 0.000 claims description 12
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 12
- 238000011157 data evaluation Methods 0.000 claims description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 9
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 8
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 7
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims description 7
- 238000011269 treatment regimen Methods 0.000 claims description 6
- 238000012821 model calculation Methods 0.000 claims description 5
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims description 4
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 3
- 238000011112 process operation Methods 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 9
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/15—Vehicle, aircraft or watercraft design
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
- G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
- G06F9/44—Arrangements for executing specific programs
- G06F9/451—Execution arrangements for user interfaces
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统,包括公共算法模块、分析工具算法模块、飞控支持算法模块、报文模板模块、自定义工程模块、型号工程模块、可视化建模及运行管理模块。该系统方便用户对在轨数据、地面测试数据及仿真数据进行分析处理,评估控制系统及部件的性能,评估设计模型,监视控制系统在轨关键部件的工作情况,根据需求编制复杂预警程序,满足不同型号不同状态下的任务需求。通过基础工具库,为用户提供分析、评估、预警、诊断及典型型号的飞控计算方法。在可视化的界面下建立自定义算法填充基础库函数,也可以利用基础库函数构建工程,填充到型号工程模块中。本发明提高了数据利用率和模型可靠性,应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统,属于航天器地面仿真及在轨运行过程中的数据评估和处理领域。
背景技术
航天器的在轨数据和地面实测数据都是非常宝贵。当前这些数据及分析结果都分散在各位设计师手中,型号间系统数据、部件数据很难进行横向比较,导致数据利用不充分,影响系统仿真模型的准确修正,制约了航天器精细化纵深发展。
发明内容
本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提出一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统,为广大设计师提供公共的存储、分析、处理、评估和维护一体化平台,提高了数据利用率和模型可靠性。
本发明所采用的技术方案是:
一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统,包括公共算法模块、分析工具算法模块、飞控支持算法模块、报文模板模块、自定义工程模块、型号工程模块、可视化建模及运行管理模块;
过可视化建模及运行管理模块建立新算法或新模板,封装、上传至公共算法模块、分析工具算法模块、飞控支持算法模块及报文模板模块中;
通过可视化建模及运行管理模块建立新工程,新工程从数据源端获取原始数据,从公共算法模块、分析工具算法模块、飞控支持算法模块中导入相应算法,从报文模板模块中导入报告输出模板,形成的新工程在可视化建模及运行管理模块上调试完成后,进行封装、上传、保存到型号工程模块和自定义工程模块中,供给型号计算任务使用。
进一步的,公共算法模块包括:航天器控制系统布局简化立体模块、空间状态计算子模块、数据预处理工具模块、自定义数据处理工具模块;
其中,航天器控制系统布局简化立体模块是通过数据源读入的航天器结构尺寸、外部附件的结构尺寸和安装方位、控制部件的安装位置和安装角度、敏感器视场角范围,输出简化航天器的3D立体显示;
空间状态计算子模块用于实现航天器姿态计算、轨道运动模型计算、空间矢量间夹角计算、敏感器可用性预报计算、目标姿态计算以及轨道阴影计算;
数据预处理工具模块用于数据预处理和数理统计,包括:缺失数据插值处理、异常值处理、归一化处理、统计量计算、多项式拟合、傅立叶变换、贡献度计算、相关性计算;
自定义数据处理工具模块用于用户自定义数据处理。
进一步的,分析工具算法模块包括:性能指标计算工具模块、故障诊断与处理模块、仿真置信度工具模块;
其中,性能指标计算工具模块利用在轨数据或仿真数据,分析航天器系统性能与部件状态,评估系统指标实现情况与系统健康状态;
故障诊断与处理模块利用数据源、公共算法模块、性能指标计算工具模块、飞控支持算法模块提供的输入参数,按照设置的流程完成相关分析、计算,并将计算结果以离线和在线两种方式向外传递;
仿真置信度工具模块利用航天器在轨遥测数据与仿真数据,进行航天器控制系统参数在轨辨识,利用置信度工具评判在轨实际系统和地面仿真模型之间的一致性和准确性;所述航天器控制系统参数包括环境扰动参数、星上部件特征参数和系统结构参数。
进一步的,故障诊断与处理模块包含可诊断性与可重构性设计子模块、在轨故障诊断与处理子模块、在轨处置记录和评估子模块;
可诊断性与可重构性设计子模块:根据数据源给出的部件加电信息、使用信息及健康信息,判断该型号控制系统是否具备可诊断能力及可重构能力,输出系统配置新方案、诊断阈值和残差集的优选故障诊断与重构控制方案;
在轨故障诊断与处理子模块:根据可诊断性与可重构性设计子模块优化获得的系统配置、故障诊断与重构控制方案,通过故障诊断工具算法对遥测数据、数学仿真数据和集成测试数据进行实时诊断来实现故障快速定位,得到在轨故障诊断结果,在此基础上,再结合故障处理案例和故障预案,给出故障处置策略;
在轨处置记录和评估子模块:对于在轨故障诊断结果和故障处置策略进行记录,并以报表形式输出判读结果;对系统健康状态进行重新评估,采用报表软件的形式自动生成故障在轨处置报告。
进一步的,所述飞控支持算法模块包括:飞行流程验证模块、飞控期计算模块、飞控后期数据处理模块;
其中,飞行流程验证模块用于在飞控前期建立流程事件单,通过系统间在线交互,调用快速仿真系统工程验证航天器入轨后每个环节、流程以及参数指令的正确性;
飞控期计算模块用于独立生成可执行软件,用于用户在其他计算机上使用;
飞控后期数据处理模块用于对整个飞控任务执行情况、各类控制参数、轨道计算参数及飞行遥测数据进行收集、处理及总结,生成飞控报告。
进一步的,所述报文模板模块包括:离线数据报告模板、图表模板、在线数据网络端数据传输地址、在线数据网络传输格式;
其中,离线数据报告模板用于引导用户逐步完成报告且具有扩展性,可以使用户增添内容,包括性能指标及健康状态评估模板、飞控总结报告模板、置信度评估报告模板、故障诊断及处置记录与评估模板;图表模板中为matlab或Excel图表,包括直方图、饼形图、散点图、曲线图;
在线数据网络端数据传输地址包括遥测数据传输地址、仿真数据传输地址、集成测试数据传输地址;
在线数据网络传输格式具体为:
。
进一步的,型号工程模块按照型号系列分类,针对型号自身特点,建立相应的数据评估工程,并将其存储下来,用于进行数据分析;
型号工程模块内存储的数据评估工程是基于公共算法模块、分析工具算法模块、飞控支持算法模块中的算法、报文模板模块中的报文模板,以及数据源中的数据包,利用可视化建模将所需要的基础算法、模板及数据包放置在工作空间中,运行后输出相应的报文;当一个项目工程计算完成后,将该项目工程上传至对应的型号工程模块中,型号工程模块运行在网络端,型号工程模块的使用范围是本型号系列相关的人员。
进一步的,所述自定义工程模块为用户利用基础算法、模板、数据包开发的自定义项目工程,储存于用户的本机上,即客户端,仅供用户自行使用。自定义工程模块内的工程经过验证后,再由有权限的人员将其上传至网络端的型号工程模块。
进一步的,所述可视化建模及运行管理模块:
用户通过交互界面配置的方式建立工具算法、构建及运行计算流程;
在运行流程前,用户可在模型视图区对输入参数值进行修改;
设置各数据处理算法之间的数据传递关系,快速构建变量间的关系映射;
对运行结果显示曲线进行配置;
在流程运行结束后可查看曲线结果;
在流程中添加报告组件,配置输出报告内容。
本发明与现有技术相比的优点在于:
(1)本发明多源数据可横向和纵向拼接,实现多源数据跨域比对;
(2)本发明用户可设基准时间,可选择使用绝对时间或相对时间,且能实现两类时间下的时间对齐;
(3)本发明在算法输入输出按照规范要求编写后,即可实现自动封装;
(4)本发明用户利用该系统可设计输出报告的模板格式,并存储于报告模板库,供可视化建模过程中调用;
(5)本发明输出报告中所涉及的变量可通过可视化连线方式进行选定,并给出制定的统计特性;
(6)本发明用户自定义空间状态计算工具并通过交互界面进行配置,实现航天器的3D建模和数据驱动控制演示。
附图说明
图1为一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行说明。
本发明一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统,包括公共算法模块、分析工具算法模块、飞控支持算法模块、报文模板模块、自定义工程模块、型号工程模块、可视化建模及运行管理模块。该航天器评估工具库系统主要是为方便用户对在轨数据、地面测试数据及仿真数据进行分析及处理,评估控制系统及部件的性能是否符合设计要求,评估设计模型是否准确,监视控制系统在轨关键部件的工作情况,根据需求编制复杂预警程序,满足不同型号不同状态下的任务需求,通过建设的基础工具库,为用户提供常用的分析、评估、预警、诊断及典型型号的飞控计算方法。用户在可视化的界面下通过拖拉划拽、连线等多种方式进行自定义建立算法,既可以填充基础库函数,也可以利用基础库函数构建工程,填充到型号工程模块中,为负责的型号建立相应的使用工具,以后续星的相关设计人员及维护人员使用。由此提高了数据利用率和模型可靠性,该系统应用前景广阔。
如图1所示,本发明提出的一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统,包括公共算法模块、分析工具算法模块、飞控支持算法模块、报文模板模块、自定义工程模块、型号工程模块、可视化建模及运行管理模块;
过可视化建模及运行管理模块建立新算法或新模板,封装、上传至公共算法模块、分析工具算法模块、飞控支持算法模块及报文模板模块中;
通过可视化建模及运行管理模块建立新工程,新工程从数据源端获取原始数据,从公共算法模块、分析工具算法模块、飞控支持算法模块中导入相应算法,从报文模板模块中导入报告输出模板,形成的新工程在可视化建模及运行管理模块上调试完成后,进行封装、上传、保存到型号工程模块和自定义工程模块中,供给型号计算任务使用。
公共算法模块主要包括:航天器控制系统布局简化立体模块构建、空间状态计算子模块、数据预处理工具包、自定义数据处理工具包。
其中,航天器控制系统布局简化立体模块是通过数据源读入的航天器结构尺寸、外部主要附件的结构尺寸和安装方位、控制部件的安装位置和安装角度,敏感器视场角范围等卫星属性,输出简化航天器的3D立体显示;空间状态计算子模块包括:航天器姿态、轨道运动模型、空间矢量间夹角计算、敏感器可用性预报计算、目标姿态计算、轨道阴影计算、用户自定义空间状态计算工具等;数据处理工具包提供数据预处理、数理统计和数据处理工具,包括:缺失数据插值工具、异常值处理、归一化处理、统计量计算工具、多项式拟合工具、傅立叶变换工具、贡献度计算工具、相关性计算工具等;自定义数据处理工具包支持用户自定义数据处理工具,具有功能扩展性。
分析工具算法模块主要包括:性能指标计算工具模块、故障诊断与处理模块、仿真置信度工具模块。
其中,性能指标计算工具模块利用在轨数据或仿真数据,分析航天器系统性能与部件状态,评估系统指标实现情况与系统健康状态;故障诊断与处理模块利用其他模块提供的输入参数,利用自身包含的可诊断性与可重构性设计子模块、在轨故障诊断与处理子模块、在轨处置记录和评估子模块等按照设置的流程(可定制、可修改)完成相关分析、计算,并将结算结果以离线和在线两种方式向外传递;仿真置信度工具模块利用航天器在轨遥测数据与仿真数据,进行航天器控制系统参数在轨辨识分析,包括环境扰动参数、星上部件特征参数和系统结构参数等,利用置信度工具评判在轨实际系统和地面仿真模型之间的一致性和准确性。
故障诊断与处理模块包含可诊断性与可重构性设计子模块、在轨故障诊断与处理子模块、在轨处置记录和评估子模块;
可诊断性与可重构性设计子模块:根据数据源给出的部件加电信息、使用信息及健康信息,判断该型号控制系统是否具备可诊断能力及可重构能力,输出系统配置新方案、诊断阈值和残差集的优选故障诊断与重构控制方案;
在轨故障诊断与处理子模块:根据可诊断性与可重构性设计子模块优化获得的系统配置、故障诊断与重构控制方案,通过故障诊断工具算法对遥测数据、数学仿真数据和集成测试数据进行实时诊断来实现故障快速定位,得到在轨故障诊断结果,在此基础上,再结合故障处理案例和故障预案,给出故障处置策略;
在轨处置记录和评估子模块:对于在轨故障诊断结果和故障处置策略进行记录,并以报表形式输出判读结果;对系统健康状态进行重新评估,采用报表软件的形式自动生成故障在轨处置报告。
飞控支持算法模块主要包括:飞控前期的飞行流程验证、飞控期间的计算、飞控后期的数据处理及总结报告生成。
其中,飞行流程验证是通过建立流程事件单,通过系统间在线交互,调用快速仿真系统工程验证航天器入轨后每个环节、流程、甚至参数指令的正确性;飞控期间计算工具是集飞控期间必备的工具算法,可以独立生成可执行软件,便于用户在无该系统软件的其他计算机上使用;飞控后期是要对整个飞控任务执行情况、各类控制参数、轨道计算参数及飞行遥测数据进行收集、处理及总结,生成详实的飞控报告留档。
报文模板模块:包括离线数据的各类报告模板、图表模板、在线数据的网络端数据传输地址、传输格式等。
其中,报告模板具备引导用户逐步完成报告的功能且具有扩展性,可以使用户增添内容,主要包括性能指标及健康状态评估模板、飞控总结报告模板、置信度评估报告模板、故障诊断及处置记录与评估模板等;图表模板包括直方图、饼形图、散点图、曲线图等matlab或Excel图表。
在线数据网络端数据传输地址包括遥测数据传输地址、仿真数据传输地址、集成测试数据传输地址;
在线数据网络传输格式具体为:
字段名字 | 字段类型 | 长度 | 允许为空 | 主/外键 | 说明 |
Id | varchar | 32 | 否 | PK | 遥测编号 |
Code | varchar | 64 | 否 | 遥测代号 | |
Descrption | varchar | 256 | 否 | 遥测描述 |
型号工程模块:按照型号系列分类,针对型号自身特点,建立相应的成熟数据评估工程,并将其存储下来,一方面给本型号相关人员进行数据分析,另一方面,给本型号后续星的数据分析使用。型号工程模块内存储的工程是基于公共算法模块、分析工具算法模块、飞控支持算法模块中的算法、报文模板模块中的报文模板,以及数据源中的数据包,利用系统的可视化建模功能,将所需要的基础算法、模板及数据包通过拖拽方式至系统的工作空间中,点击运行后输出相应的报文。当一个项目工程计算完成后,将该项目工程上传至对应的型号工程模块中,型号工程模块运行在系统的网络端,型号工程模块的使用范围是本型号系列相关的人员。
自定义工程模块:是用户在开展基础预研、背景预研或在研型号等工作期间,利用基础算法、模板、数据包开发的项目工程,工程的建设过程与型号工程模块内的工程建设过程相同,但其储存于用户的本机上,即客户端,仅供用户自行使用。自定义工程模块内的工程经过验证后,再由有权限的人员将其上传至网络端的型号工程模块。
可视化建模及运行管理模块,支持用户通过交互界面配置的方式建立工具算法、构建及运行计算流程。在运行流程前,支持用户在模型视图区对输入参数值进行修改;支持设置各数据处理算法之间的数据传递关系,快速构建变量间的关系映射;支持对运行结果显示曲线进行配置;支持流程运行结束,查看曲线结果;支持在流程中添加报告组件,右键点击输出报告组件,点击<输出报告配置>,进入报告配置界面,配置输出报告内容。
实施例:
封装组件:
A.实例化向导式IPO、matlab、TmCsv遥测组件、Word、遥测数据包、Loop循环组件、Collector数据收集器等封装组件:
创建一个向导式通用可视化自动封装系统组件的新实例,首先在系统评估工具库客户端的“应用模板”的拖放组件区,鼠标左键单击选中一向导式通用可视化自动封装系统组件图标。计算流程可定义组件之间的数据传递关系,动态处理各算法之间的数据关联关系。
B.算法封装处理:
(1).对IPO、Matlab、TmCsv、Collector等组件进行封装,从拖放组件区向流程视图区拖放,可正确调用相应的组件封装程序;
(2).支持基于封装好组件的拖放式建模功能,组件既可以在本地直接进行封装处理,也可以从算法库中直接下载复用,算法库以树结构形式展示组件;
(3).集成封装完成的算法组件,可提取组件中的输入、输出变量,并以一定的结构层次在模型树视图中显示;
(4).提供模型树视图,并建立与视图中组件的双向关联机制;
C.变量映射
可构建算法之间的变量映射关系,组件之间需要传递值的变量可通过拖拽的方式建立映射关系,流程中形成对应的变量映射示意线。
在“变量映射”对话框中,所有的变量映射均以连线的方式显示出来,连线的左端是开始变量,右端是结束变量。使用鼠标选择拖拉变量,建立关系。当选中一个目标变量后,映射关系等式中写出其源变量值。其中,同一个组件之间不能建立变量映射。
支持从数据收集器中选取需要添加到报告中的变量,填写需要输出至报告中对应模块的内容,保存配置。
输出报告配置页面,左侧为导航窗格,右侧为编辑框。点击对应的标题,可以分别在编辑框填写内容。其中,型号在轨评估记录表、仿真系统数据评估记录表需要进行填写及添加变量等。
系统按照既定的数据流及控制逻辑,顺次运行各算法组件。如TmCsv遥测组件自动按节拍分发遥测数据包数据;数据收集器自动对流程运行过程中每个节拍数据的计算结果进行收集整理,在流程运行结束后将对应的曲线数据输出至文件或直接查看;输出报告模块在流程运行结束后,自动整理、筛选过程数据,将最终处理结果输出至报告。
在运行流程前,用户可以在模型视图区对输入参数值进行修改。
计算流程调度运行:
A.上传到算法库
登录到服务端后,在客户端的“算法库”视图区会自动获取当前系统中已存在的目录和已上传的算法。
上传算法时,在界面中必须填写算法库的名称、提交日志和上传文件,此文件是封装好的算法的文件夹,程序会自动打包成zip压缩包,可以选择填写的是算法库的原理和端口规则。其中带“*”项为必填项。上述信息填写完成后,需要点击“验证名称”按钮,查看算法库名称是否重复,完成填写后结果。
B.上传工程库
登录到服务端后,在客户端右侧的“工具库”视图区会自动加载当前Web端已存在的目录和已上传的工程文件。
在上传工程界面中,必须填写工程库的名称、提交日志和上传文件,此文件是封装好的算法的文件夹,程序会自动打包成zip压缩包,可以选择填写的是工程库的原理和端口规则。上述信息填写完成后,需要点击“验证名称”按钮,查看工程库名称是否重复。
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
Claims (9)
1.一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统,其特征在于:包括公共算法模块、分析工具算法模块、飞控支持算法模块、报文模板模块、自定义工程模块、型号工程模块、可视化建模及运行管理模块;
通过可视化建模及运行管理模块建立新算法或新模板,封装、上传至公共算法模块、分析工具算法模块、飞控支持算法模块及报文模板模块中;
通过可视化建模及运行管理模块建立新工程,新工程从数据源端获取原始数据,从公共算法模块、分析工具算法模块、飞控支持算法模块中导入相应算法,从报文模板模块中导入报告输出模板,形成的新工程在可视化建模及运行管理模块上调试完成后,进行进行封装、上传、保存到型号工程模块和自定义工程模块中,供给型号计算任务使用。
2.根据权利要求1所述的一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统,其特征在于:公共算法模块包括:航天器控制系统布局简化立体模块、空间状态计算子模块、数据预处理工具模块、自定义数据处理工具模块;
其中,航天器控制系统布局简化立体模块是通过数据源读入的航天器结构尺寸、外部附件的结构尺寸和安装方位、控制部件的安装位置和安装角度、敏感器视场角范围,输出简化航天器的3D立体显示;
空间状态计算子模块用于实现航天器姿态计算、轨道运动模型计算、空间矢量间夹角计算、敏感器可用性预报计算、目标姿态计算以及轨道阴影计算;
数据预处理工具模块用于数据预处理和数理统计,包括:缺失数据插值处理、异常值处理、归一化处理、统计量计算、多项式拟合、傅立叶变换、贡献度计算、相关性计算;
自定义数据处理工具模块用于用户自定义数据处理。
3.根据权利要求1所述的一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统,其特征在于:分析工具算法模块包括:性能指标计算工具模块、故障诊断与处理模块、仿真置信度工具模块;
其中,性能指标计算工具模块利用在轨数据或仿真数据,分析航天器系统性能与部件状态,评估系统指标实现情况与系统健康状态;
故障诊断与处理模块利用数据源、公共算法模块、性能指标计算工具模块、飞控支持算法模块提供的输入参数,按照设置的流程完成相关分析、计算,并将计算结果以离线和在线两种方式向外传递;
仿真置信度工具模块利用航天器在轨遥测数据与仿真数据,进行航天器控制系统参数在轨辨识,利用置信度工具评判在轨实际系统和地面仿真模型之间的一致性和准确性;所述航天器控制系统参数包括环境扰动参数、星上部件特征参数和系统结构参数。
4.根据权利要求3所述的一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统,其特征在于:故障诊断与处理模块包含可诊断性与可重构性设计子模块、在轨故障诊断与处理子模块、在轨处置记录和评估子模块;
可诊断性与可重构性设计子模块:根据数据源给出的部件加电信息、使用信息及健康信息,判断该型号控制系统是否具备可诊断能力及可重构能力,输出系统配置新方案、诊断阈值和残差集的优选故障诊断与重构控制方案;
在轨故障诊断与处理子模块:根据可诊断性与可重构性设计子模块优化获得的系统配置、故障诊断与重构控制方案,通过故障诊断工具算法对遥测数据、数学仿真数据和集成测试数据进行实时诊断来实现故障快速定位,得到在轨故障诊断结果,在此基础上,再结合故障处理案例和故障预案,给出故障处置策略;
在轨处置记录和评估子模块:对于在轨故障诊断结果和故障处置策略进行记录,并以报表形式输出判读结果;对系统健康状态进行重新评估,采用报表软件的形式自动生成故障在轨处置报告。
5.根据权利要求1所述的一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统,其特征在于:所述飞控支持算法模块包括:飞行流程验证模块、飞控期计算模块、飞控后期数据处理模块;
其中,飞行流程验证模块用于在飞控前期建立流程事件单,通过系统间在线交互,调用快速仿真系统工程验证航天器入轨后每个环节、流程以及参数指令的正确性;
飞控期计算模块用于独立生成可执行软件,用于用户在其他计算机上使用;
飞控后期数据处理模块用于对整个飞控任务执行情况、各类控制参数、轨道计算参数及飞行遥测数据进行收集、处理及总结,生成飞控报告。
6.根据权利要求1所述的一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统,其特征在于:所述报文模板模块包括:离线数据报告模板、图表模板、在线数据网络端数据传输地址、在线数据网络传输格式;
其中,离线数据报告模板用于引导用户逐步完成报告且具有扩展性,可以使用户增添内容,包括性能指标及健康状态评估模板、飞控总结报告模板、置信度评估报告模板、故障诊断及处置记录与评估模板;图表模板中为matlab或Excel图表,包括直方图、饼形图、散点图、曲线图;
在线数据网络端数据传输地址包括遥测数据传输地址、仿真数据传输地址、集成测试数据传输地址;
在线数据网络传输格式具体为:
。
7.根据权利要求1所述的一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统,其特征在于:型号工程模块按照型号系列分类,针对型号自身特点,建立相应的数据评估工程,并将其存储下来,用于进行数据分析;
型号工程模块内存储的数据评估工程是基于公共算法模块、分析工具算法模块、飞控支持算法模块中的算法、报文模板模块中的报文模板,以及数据源中的数据包,利用可视化建模将所需要的基础算法、模板及数据包放置在工作空间中,运行后输出相应的报文;当一个项目工程计算完成后,将该项目工程上传至对应的型号工程模块中,型号工程模块运行在网络端,型号工程模块的使用范围是本型号系列相关的人员。
8.根据权利要求1所述的一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统,其特征在于:所述自定义工程模块为用户利用基础算法、模板、数据包开发的自定义项目工程,储存于用户的本机上,即客户端,仅供用户自行使用。自定义工程模块内的工程经过验证后,再由有权限的人员将其上传至网络端的型号工程模块。
9.根据权利要求1所述的一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统,其特征在于:所述可视化建模及运行管理模块:
用户通过交互界面配置的方式建立工具算法、构建及运行计算流程;
在运行流程前,用户可在模型视图区对输入参数值进行修改;
设置各数据处理算法之间的数据传递关系,快速构建变量间的关系映射;
对运行结果显示曲线进行配置;
在流程运行结束后可查看曲线结果;
在流程中添加报告组件,配置输出报告内容。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310215080.1A CN116305556A (zh) | 2023-03-01 | 2023-03-01 | 一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310215080.1A CN116305556A (zh) | 2023-03-01 | 2023-03-01 | 一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116305556A true CN116305556A (zh) | 2023-06-23 |
Family
ID=86819849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310215080.1A Pending CN116305556A (zh) | 2023-03-01 | 2023-03-01 | 一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116305556A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117807980A (zh) * | 2024-02-27 | 2024-04-02 | 北京宏宇航天技术有限公司 | 一种基于轨道数据求解器的数据报告生成方法及设备 |
-
2023
- 2023-03-01 CN CN202310215080.1A patent/CN116305556A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117807980A (zh) * | 2024-02-27 | 2024-04-02 | 北京宏宇航天技术有限公司 | 一种基于轨道数据求解器的数据报告生成方法及设备 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107844424B (zh) | 基于模型的测试系统及方法 | |
CN105467858B (zh) | 一种机器人控制程序图形化集成开发环境 | |
CN103140838B (zh) | 源代码转换方法 | |
Benbasat et al. | A framework for the validation of knowledge acquisition | |
CN115562158A (zh) | 一种数字孪生驱动的数控机床智能诊断方法、系统及终端机 | |
CN104331530B (zh) | 一种基于xml描述的电子战视景仿真平台及工作方法 | |
CN116578040B (zh) | 一种面向机床故障诊断的数字孪生模型构建方法、系统及终端 | |
US7926024B2 (en) | Method and apparatus for managing complex processes | |
CN107102948B (zh) | 一种基于uml的软件架构复杂性度量方法 | |
CN108614443A (zh) | Phm系统模型开发和验证平台设计方法 | |
CN114237192B (zh) | 一种基于物联网的数字化工厂智能控制方法及系统 | |
CN116305556A (zh) | 一种基于可视化建模及运行管理的航天器评估工具库系统 | |
Novák et al. | Integration framework for simulations and SCADA systems | |
CN116305797A (zh) | 一种基于bim和多源质量信息融合的施工风险评估系统 | |
Swain et al. | Minimal testcase generation for object-oriented software with state charts | |
CN106950850A (zh) | 一种数字化仪控系统动态可靠性集成分析方法 | |
Adler et al. | Graphically notated fault modeling and safety analysis in the context of electric and electronic architecture development and functional safety | |
CN114818361A (zh) | 一种基于应用场景的数字孪生模型构建方法 | |
CN112214912A (zh) | 一种外部自动测试系统及机载设备测试方法 | |
CN114357715B (zh) | 基于awc的多学科快读系统仿真计算系统 | |
Vorobev et al. | On-Board Intelligent Decision Support System Development for Aviation Complexes Using Machine-Oriented Methods | |
Ye et al. | Research on the Model Integration in Aircraft PHM Development | |
Bu et al. | Model-based construction and verification of cyber-physical systems | |
Novák et al. | Ontology-based industrial plant description supporting simulation model design and maintenance | |
Dotti et al. | An environment for the development of concurrent object-based applications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |