卫星网络中节点故障诊断方法的研究

发布时间：2017-10-10 23:39

  本文关键词：卫星网络中节点故障诊断方法的研究

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【摘要】：近年来卫星系统进入高速发展阶段,为了保障卫星功能的可用性以及服务质量,在发生故障时,卫星应该能够自主的运行故障管理中检测和定位功能,从而能够最大程度的降低由卫星出现故障所导致的损失和影响。所以完善和提高当前卫星故障检测和定位的技术,对于卫星系统运行成本的降低、系统风险的减少和网络鲁棒性的提高等具有至关重要意义。为了保证卫星功能的有效运行,星上平台、卫星的各类组件、星间链路和星地链路、以及地面控制系统的计算机系统和网络设备等都是故障管理的对象,单一的故障诊断技术无法很好诊断所有问题,所以把卫星故障划分为两个粒度:卫星网络故障和卫星硬件故障,针对两种诊断粒度分别提出不同的故障诊断策略。本文首先总结了卫星系统的概念及其特点和卫星网络中节点故障诊断技术的研究现状,根据卫星网络故障诊断粒度的不同,分为两个方面进行研究。一方面,为了更好的诊断卫星节点故障和通信链路故障,本文提出基于分簇的低轨卫星网络故障诊断算法,该算法首先利用分簇算法把卫星网络中的节点划分到不同的簇中。其次,簇内节点通过权值公式计算权值并根据权值选择簇首。然后,簇首卫星采用系统级故障诊断原理和规则来检测和诊断簇内节点的状态。最后,通过仿真实验结果显示该方案在卫星网络故障诊断中表现出很好的效果。另一面,对于卫星硬件故障问题,分析卫星硬件的故障诊断研究现状和诊断的复杂性,提出一种基于自适应概率神经网络的卫星硬件故障诊断方案,并把该方案运用到卫星电源分系统的故障诊断中,在Matlab中进行仿真,其仿真结果表明该方案在卫星故障诊断中有很好的表现。本文提出的基于分簇的低轨卫星网络故障诊断算法和基于自适应概率神经网络的卫星硬件故障诊断算法对卫星故障诊断的深入研究起着重要的借鉴意义。
【关键词】：故障诊断 卫星网络 自适应概率神经网络 分簇
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V467
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 专用术语注释表7-8
• 第一章 绪论8-11
• 1.1 课题背景8-9
• 1.2 课题来源及本人工作9-10
• 1.3 论文结构和安排10-11
• 第二章 卫星故障诊断的研究11-24
• 2.1 卫星系统概论11-15
• 2.1.1 卫星系统及其特点11-12
• 2.1.2 经典的卫星系统12-15
• 2.2 卫星网络的故障管理15-17
• 2.3 卫星网络节点故障诊断技术研究现状分析17-22
• 2.3.1 卫星网络故障诊断研究现状分析17-20
• 2.3.2 卫星硬件故障诊断研究现状分析20-22
• 2.4 本章小结22-24
• 第三章 基于分簇的低轨卫星网络故障诊断策略24-35
• 3.1 引言24-25
• 3.2 基于分簇的低轨卫星网络故障诊断策略的模型25-28
• 3.2.1 卫星网络的分簇25-27
• 3.2.2 测试模型27-28
• 3.3 诊断算法28-31
• 3.3.1 故障检测29-30
• 3.3.2 故障诊断30-31
• 3.4 仿真结果31-34
• 3.4.1 仿真参数的设置31
• 3.4.2 仿真结果的分析31-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第四章 基于自适应概率神经网络的卫星硬件故障诊断策略35-48
• 4.1 引言35
• 4.2 自适应概率神经网络35-40
• 4.2.1 概率神经网络的理论基础36-37
• 4.2.2 概率神经网络的模型37-39
• 4.2.3 自适应概率神经网络39-40
• 4.3 基于自适应概率神经网络的卫星硬件故障诊断算法40-43
• 4.3.1 自适应概率神经网络算法流程的设计40-42
• 4.3.2 基于自适应概率神经网络在某卫星电源分系统的应用42-43
• 4.4 仿真分析43-47
• 4.4.1 仿真环境43-45
• 4.4.2 仿真结果与分析45-47
• 4.5 本章小结47-48
• 第五章 总结与展望48-49
• 参考文献49-52
• 附录1 攻读硕士学位期间申请的专利52-53
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目53-54
• 致谢54

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本文编号：1009304