基于深度搜索算法,定义并计算了卫星姿态控制系统的硬件可重构性度量指标。首先,对卫星姿态控制系统的部件组成以及各部件的内部组成进行了介绍,并对可重构性、可重构性判据、可重构度及其计算公式等概念进行了阐述。在概念阐述的基础上,设计了系统在一重和二重功能模块故障下可重构度的计算方法,并对飞轮和传感器2个分系统的可重构故障数的计算方法进行了设计。最后针对2种冗余配置方案对系统可重构性进行了仿真分析,验证了上述方法的合理性。

针对具体的卫星姿态控制系统配置,在对系统可重构性分析的基础上,考虑系统的多状态故障,详细分析系统可能发生的功能模块故障类型,并按故障等级对系统进行故障状态划分;针对系统故障状态间存在的转移关系,通过Kaplan-Meier估计器和极大似然估计方法对故障状态间转移概率模型进行估计,在此基础上建立系统的Petri网预测模型,并根据蒙特卡洛思想对模型进行大量仿真,从而实现对卫星姿态控制系统剩余寿命的离线预测和在线预测。仿真结果验证了该方法的合理性。

针对执行机构和传感器故障情况,将可重构性的概念引入卫星姿态控制系统,并提出可重构性评价方案来分析某一配置下的卫星姿态控制系统的在轨可重构性。首先,针对线性化系统模型,根据执行机构配置分析故障后系统的可控性及控制能耗,并利用可控性格兰姆矩阵的最小特征值给出系统的可重构性度量指标。其次,针对某一传感器配置,从系统级的角度分析系统的可观性与可重构性之间的关系。在此基础上,给出整个卫星姿态控制系统的可重构性评价方案。最后针对某一配置的卫星姿态控制系统模型进行仿真分析,说明该方案的有效性。