基于大數(shù)據(jù)的航天器性能退化分析方法.pdf

1、隨著我國(guó)航天事業(yè)的蓬勃發(fā)展，在軌航天器的數(shù)量逐年增多，其控制精度高、工作模式多、復(fù)雜度高等特點(diǎn)給地面管理工作帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。航天器從正常到失效期間，通常會(huì)經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的性能退化階段。若能夠提前檢測(cè)出航天器性能退化程度，評(píng)估航天器當(dāng)前的運(yùn)行狀況，就可以有針對(duì)性地調(diào)整其工作狀態(tài)進(jìn)而防止航天器失效的發(fā)生。性能退化分析作為一種新的分析方法，是檢測(cè)性能退化程度的重要手段，也為高可靠性產(chǎn)品的壽命預(yù)測(cè)提供了新的途徑。然而，使用傳統(tǒng)的退化分析方法對(duì)航天

2、器進(jìn)行性能退化分析，會(huì)面臨試驗(yàn)難度大、成本高等諸多問(wèn)題。航天器在軌監(jiān)測(cè)管理過(guò)程中產(chǎn)生了大量的遙測(cè)數(shù)據(jù)，激增的數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含著重要的航天器性能退化信息和知識(shí)，亟需進(jìn)一步挖掘和分析。本文以航天器大數(shù)據(jù)為對(duì)象，綜合統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)及數(shù)據(jù)挖掘相關(guān)理論和技術(shù)，深入開(kāi)展了航天器性能退化分析方法的相關(guān)研究，具體包含如下幾個(gè)方面：
　?。?）從理論分析和工程應(yīng)用角度出發(fā)，分析了性能退化分析技術(shù)、大數(shù)據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)以及航天器性能退化分析與預(yù)測(cè)等方面的國(guó)內(nèi)

3、外發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)了當(dāng)前亟需解決的問(wèn)題，闡述了本文的選題背景和研究意義。
　　（2）針對(duì)航天器遙測(cè)大數(shù)據(jù)特點(diǎn)，介紹了處理遙測(cè)大數(shù)據(jù)的Hadoop實(shí)驗(yàn)平臺(tái)部署情況，并給出了在數(shù)據(jù)平臺(tái)中相應(yīng)的數(shù)據(jù)預(yù)處理結(jié)果。航天大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)預(yù)處理包括野值剔除、特征提取等步驟，使后期算法在處理時(shí)具有較高的精度和效率；計(jì)算并比較了工程領(lǐng)域常用特征指標(biāo)對(duì)航天器性能退化的反映能力，實(shí)驗(yàn)表明常用特征對(duì)航天器的性能退化不敏感。
　?。?）提出了使用樣本熵作為

4、航天器性能退化特征指標(biāo)，結(jié)合支持向量數(shù)據(jù)描述理論提出了一種新的性能退化分析方法。該方法綜合多個(gè)參數(shù)的退化信息，能夠反映航天器部件的性能退化情況，解決了航天遙測(cè)大數(shù)據(jù)處理困難，常用特征指標(biāo)分析退化效果不明顯的問(wèn)題。
　　（4）針對(duì)航天器關(guān)鍵退化度量參數(shù)受周期性因素影響明顯的問(wèn)題，為有效提取退化趨勢(shì)并對(duì)參數(shù)預(yù)測(cè)，提出了一種時(shí)間序列分解的周期性參數(shù)的預(yù)測(cè)方法。該方法使用時(shí)間序列分析的方法對(duì)周期性參數(shù)分解，然后分別預(yù)測(cè)，最后再組合成最終預(yù)