專利名稱：飛行器中的設備管理器和該設備管理器中的健康管理器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及通信技術領域，尤其涉及飛行器中的設備管理器以及該設備管理 器中的健康管理器。
背景技術：
參見圖1，為現(xiàn)有技術飛行器中設備管理器的結構示意圖，所述飛行器指飛艇、衛(wèi) 星、飛機、飛船、火箭、導彈等。該設備管理器包括串行通用接口(SPI，Serial Peripheral Interface)總線，以及與SPI總線連接的綜合電子系統(tǒng)和飛行器子系統(tǒng)。綜合電子系統(tǒng)，用于對飛行器進行整體控制，具體包括對各飛行器子系統(tǒng)進行控 制。飛行器子系統(tǒng)指圖中的推進子系統(tǒng)、姿軌控子系統(tǒng)和結構子系統(tǒng)等。針對不同的 飛行器，有不同的飛行器子系統(tǒng)組合；例如對于飛艇，包括結構子系統(tǒng)；對于衛(wèi)星，包括推 進子系統(tǒng)、姿軌控子系統(tǒng)和結構子系統(tǒng)。圖1中以衛(wèi)星為例，示出了衛(wèi)星包含的飛行器子系 統(tǒng)。下面對部分飛行器子系統(tǒng)進行說明推進子系統(tǒng)，用于改變航天器的方向和姿態(tài)?？芍糜诨鸺?、衛(wèi)星上。姿軌控子系統(tǒng)，用于控制衛(wèi)星的姿態(tài)和軌道。可置于衛(wèi)星、飛船上。結構子系統(tǒng)，用于采集和控制飛行器的機械結構和熱結構的物理信號?？芍糜陲w 艇、衛(wèi)星、飛機上。為了對飛行器進行健康管理，在地面分別設置了四個設備，分別為故障診斷設 備、故障預測設備、系統(tǒng)重構設備和故障檢測與隔離設備。綜合電子系統(tǒng)和各個飛行器子系統(tǒng)中都包含傳感器節(jié)點，在進行健康管理時，地 面上的設備通過無線方式向綜合電子系統(tǒng)發(fā)送健康管理指令，綜合電子系統(tǒng)中的傳感器節(jié) 點接收健康管理指令后，通過SPI總線向各個飛行器子系統(tǒng)發(fā)送健康管理指令；然后綜合 電子系統(tǒng)和各個飛行器子系統(tǒng)的傳感器節(jié)點采集該傳感器節(jié)點所在飛行器子系統(tǒng)或綜合 電子系統(tǒng)的運行狀況的模擬信號，將模擬信號轉換為數(shù)字信號后反饋給地面上的相應設 備；相應設備接收到傳感器節(jié)點發(fā)送的數(shù)字信號后進行處理以得到關于健康管理的相關信 息。下面具體進行說明。需要對飛行器進行故障診斷時，故障診斷設備通過無線方式向飛行器發(fā)送健康診 斷指令，飛行器的綜合電子系統(tǒng)的傳感器節(jié)點接收健康診斷指令后，將健康診斷指令傳送 給各個飛行器子系統(tǒng)；綜合電子系統(tǒng)和各個飛行器子系統(tǒng)中包含的傳感器節(jié)點分別采集 該傳感器節(jié)點所在飛行器子系統(tǒng)或綜合電子系統(tǒng)的運行狀況的模擬信號，將模擬信號轉換 為數(shù)字信號后反饋給地面上的故障診斷設備；故障診斷設備對數(shù)字信號進行算法處理，根 據(jù)處理后的最終數(shù)據(jù)進行故障診斷，得出故障類型；所述算法處理具體可以包括濾波、去 噪、特征提取、數(shù)據(jù)挖掘等處理。得出故障類型后，故障診斷設備還可以根據(jù)系統(tǒng)重構設備 的請求，將故障類型發(fā)送給系統(tǒng)重構設備。需要對飛行器進行故障預測時，故障預測設備通過無線方式向飛行器發(fā)送健康預
4測指令，飛行器的綜合電子系統(tǒng)的傳感器節(jié)點接收健康預測指令后，將健康預測指令傳送 給各個飛行器子系統(tǒng)；綜合電子系統(tǒng)和各個飛行器子系統(tǒng)中包含的傳感器節(jié)點分別采集該 傳感器節(jié)點所在飛行器子系統(tǒng)或綜合電子系統(tǒng)的運行狀況的模擬信號，將模擬信號轉換為 數(shù)字信號后反饋給地面上的故障預測設備；故障預測設備對數(shù)字信號進行算法處理，根據(jù) 處理后的數(shù)字信號進行故障預測，獲得將要發(fā)生的故障的類型；所述算法處理具體可以包 括濾波、去噪、特征提取、數(shù)據(jù)挖掘等處理。得出故障類型后，故障預測設備還可以根據(jù)系 統(tǒng)重構設備的請求，將故障類型發(fā)送給系統(tǒng)重構設備。需要對故障診斷設備診斷出的故障進行重構時，系統(tǒng)重構設備從故障診斷設備獲 取故障類型，構建維護指令，發(fā)送給綜合電子系統(tǒng)，綜合電子系統(tǒng)通過傳感器節(jié)點接收維護 指令后，進行相應的維護；如果維護成功，則綜合電子系統(tǒng)通過傳感器節(jié)點向系統(tǒng)重構設備 發(fā)送維護成功的反饋信息，如果維護失敗，則綜合電子系統(tǒng)通過傳感器節(jié)點向系統(tǒng)重構設 備發(fā)送維護失敗的反饋信息。系統(tǒng)重構設備接收維護失敗的反饋信息后，還可以根據(jù)故障 檢測與隔離設備的請求，將故障類型發(fā)送給故障檢測與隔離設備。需要對故障預測設備預測出的故障進行重構時，系統(tǒng)重構設備從故障預測設備獲 取故障類型，構建維護指令，發(fā)送給綜合電子系統(tǒng)，綜合電子系統(tǒng)通過傳感器節(jié)點接收維護 指令后，進行相應的維護；如果維護成功，則綜合電子系統(tǒng)通過傳感器節(jié)點向系統(tǒng)重構設備 發(fā)送維護成功的反饋信息，如果維護失敗，則綜合電子系統(tǒng)通過傳感器節(jié)點向系統(tǒng)重構設 備發(fā)送維護失敗的反饋信息。系統(tǒng)重構設備接收維護失敗的反饋信息后，還可以根據(jù)故障 檢測與隔離設備的請求，將故障類型發(fā)送給故障檢測與隔離設備。需要進行故障隔離時，故障檢測與隔離設備從系統(tǒng)重構設備獲取故障類型，構建 隔離指令，發(fā)送給綜合電子系統(tǒng)，綜合電子系統(tǒng)通過傳感器節(jié)點接收隔離指令后，進行相應 的隔離；如果隔離成功，則綜合電子系統(tǒng)通過傳感器節(jié)點向故障檢測與隔離設備發(fā)送隔離 成功的反饋信息，如果隔離失敗，則綜合電子系統(tǒng)通過傳感器節(jié)點向故障檢測與隔離設備 發(fā)送隔離失敗的反饋信息。當然，飛行器中設備管理器的結構并不僅限于圖1所示，例如，設備管理器中還可 以包括與SPI總線連接的任務管理器，用于進行任務能力恢復，以及進行飛行操作管理；并 且，還可以包括與SPI總線連接的操作管理器，用于進行空間指令操作、進行飛行器準備操 作以及空間維護。綜上，對飛行器進行健康管理時，需要地面上的四個設備協(xié)助完成，飛行器不能獨 立完成健康管理，缺乏自主性。
發(fā)明內容本實用新型提供一種飛行器中的設備管理器，該設備管理器能夠自主地進行健康管理。本實用新型還提供了一種健康管理器，該健康管理器能夠自主地進行健康管理。一種飛行器中的設備管理器，該設備管理器包括SPI總線，以及與SPI總線連接的 健康管理器、綜合電子系統(tǒng)和飛行器子系統(tǒng)；所述健康管理器包括故障診斷單元、故障預測 單元、系統(tǒng)重構單元以及故障檢測與隔離單元；所述綜合電子系統(tǒng)接收地面發(fā)送的健康管理指令，通過SPI總線向各個飛行器子
5系統(tǒng)發(fā)送健康管理指令；飛行器子系統(tǒng)接收健康管理指令，采集自身運行狀況的模擬信號， 將模擬信號轉換為數(shù)字信號，進行算法處理，將處理后的數(shù)字信號通過SPI總線傳送給所 述故障診斷單元和所述故障預測單元；并且，綜合電子系統(tǒng)接收地面發(fā)送的健康管理指令 后，還采集自身運行狀況的模擬信號，將模擬信號轉換為數(shù)字信號，進行算法處理，將處理 后的數(shù)字信號通過SPI總線傳送給所述故障診斷單元和所述故障預測單元；所述故障診斷單元通過SPI總線接收飛行器子系統(tǒng)和綜合電子系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)字 信號，進行故障診斷，診斷出故障后將故障類型發(fā)送給系統(tǒng)重構單元；所述故障預測單元通 過SPI總線接收飛行器子系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)字信號，進行故障預測，在預測出將要出現(xiàn)故障時， 將故障類型發(fā)送給系統(tǒng)重構單元；所述系統(tǒng)重構單元接收故障診斷單元和故障預測單元發(fā) 送的故障類型，進行相應的故障維護，在維護成功時通過SPI總線向綜合電子系統(tǒng)發(fā)送維 護成功的反饋信息，在維護失敗時向故障檢測與隔離單元發(fā)送維護失敗指示；所述故障檢 測與隔離單元接收所述系統(tǒng)重構單元發(fā)送的維護失敗指示，對維護失敗的故障進行隔離， 再通過SPI總線向綜合電子系統(tǒng)發(fā)送成功隔離故障的反饋信息。一種健康管理器，該健康管理器包括SPI總線，與SPI總線連接的故障診斷單元、 故障預測單元、系統(tǒng)重構單元以及故障檢測與隔離單元；所述故障診斷單元通過SPI總線接收飛行器子系統(tǒng)和綜合電子系統(tǒng)發(fā)送的關于 各自運行狀況的數(shù)字信號，進行故障診斷，診斷出故障后將故障類型發(fā)送給系統(tǒng)重構單元； 所述故障預測單元通過SPI總線接收飛行器子系統(tǒng)和綜合電子系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)字信號，進行 故障預測，在預測出將要出現(xiàn)故障時，將故障類型發(fā)送給系統(tǒng)重構單元；所述系統(tǒng)重構單元 接收故障診斷單元和故障預測單元發(fā)送的故障類型，進行相應的故障維護，在維護成功時 通過SPI總線向綜合電子系統(tǒng)發(fā)送維護成功的反饋信息，在維護失敗時向故障檢測與隔離 單元發(fā)送維護失敗指示；所述故障檢測與隔離單元接收所述系統(tǒng)重構單元發(fā)送的維護失敗 指示，對維護失敗的故障進行隔離，再通過SPI總線向綜合電子系統(tǒng)發(fā)送成功隔離故障的 反饋信息。從上述方案可以看出，本實用新型在飛行器的設備管理器中設置與SPI總線連接 的健康管理器，通過健康管理器中包含的故障診斷單元、故障預測單元、系統(tǒng)重構單元以及 故障檢測與隔離單元，實現(xiàn)了對飛行器自主地進行健康管理。

圖1現(xiàn)有技術飛行器中設備管理器的結構示意圖；圖2為本實用新型飛行器中設備管理器的結構示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖， 對本實用新型進一步詳細說明。本實用新型在飛行器的設備管理器中設置與SPI總線連接的健康管理器，通過健 康管理器實現(xiàn)對飛行器的自主健康管理。參見圖2，為本實用新型提供的飛行器中設備管理 器結構示意圖，所述飛行器指飛艇、衛(wèi)星、飛機、飛船、火箭、導彈等。該設備管理器包括SPI 總線，以及與SPI總線連接的健康管理器、綜合電子系統(tǒng)和飛行器子系統(tǒng)；所述健康管理器
6包括故障診斷單元、故障預測單元、系統(tǒng)重構單元以及故障檢測與隔離單元。綜合電子系統(tǒng)，用于對飛行器進行整體控制，具體包括對各飛行器子系統(tǒng)、健康管 理器等進行控制。飛行器子系統(tǒng)指圖中的推進子系統(tǒng)、姿軌控子系統(tǒng)和結構子系統(tǒng)等。針對不同的 飛行器，有不同的飛行器子系統(tǒng)組合；例如對于飛艇，包括結構子系統(tǒng)；對于衛(wèi)星，包括推 進子系統(tǒng)、姿軌控子系統(tǒng)和結構子系統(tǒng)。圖2中以衛(wèi)星為例，示出了衛(wèi)星包含的飛行器子系 統(tǒng)。下面對部分飛行器子系統(tǒng)進行說明推進子系統(tǒng)，用于改變航天器的方向和姿態(tài)。可置于火箭、衛(wèi)星上。姿軌控子系統(tǒng)，用于控制衛(wèi)星的姿態(tài)和軌道?？芍糜谛l(wèi)星、飛船上。結構子系統(tǒng)，用于采集和控制飛行器的機械結構和熱結構的物理信號?？芍糜陲w 艇、衛(wèi)星、飛機上。SPI總線有可擴展接口，根據(jù)各飛行器的需要，可在可擴展接口連接該飛行器需要 的各部分部件例如，對于飛艇，在SPI總線上插入健康管理器、綜合電子系統(tǒng)和結構子系 統(tǒng)等；對于衛(wèi)星，在SPI總線上連接健康管理器、推進子系統(tǒng)、姿軌控子系統(tǒng)、綜合電子系統(tǒng) 和結構子系統(tǒng)等。在進行健康管理過程中，所述綜合電子系統(tǒng)通過無線方式接收地面發(fā)送的健康管 理指令，通過SPI總線向各個飛行器子系統(tǒng)發(fā)送健康管理指令；飛行器子系統(tǒng)接收健康管 理指令，采集自身運行狀況的模擬信號，將模擬信號轉換為數(shù)字信號，進行算法處理，將處 理后的數(shù)字信號通過SPI總線傳送給所述故障診斷單元和所述故障預測單元；并且，綜合 電子系統(tǒng)通過無線方式接收地面發(fā)送的健康管理指令后，還采集自身運行狀況的模擬信 號，將模擬信號轉換為數(shù)字信號，進行算法處理，將處理后的數(shù)字信號通過SPI總線傳送給 所述故障診斷單元和所述故障預測單元。所述算法處理指對轉換后的數(shù)字信號進行的優(yōu)化 處理，具體可以包括濾波、去噪、特征提取、數(shù)據(jù)挖掘等處理。所述故障診斷單元通過SPI總線接收飛行器子系統(tǒng)和綜合電子系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)字 信號，進行故障診斷，診斷出故障后將故障類型發(fā)送給系統(tǒng)重構單元；所述故障預測單元通 過SPI總線接收飛行器子系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)字信號，進行故障預測，在預測出將要出現(xiàn)故障時， 將故障類型發(fā)送給系統(tǒng)重構單元；所述系統(tǒng)重構單元接收故障診斷單元和故障預測單元發(fā) 送的故障類型，進行相應的故障維護，在維護成功時通過SPI總線向綜合電子系統(tǒng)發(fā)送維 護成功的反饋信息，在維護失敗時向故障檢測與隔離單元發(fā)送維護失敗指示；所述故障檢 測與隔離單元接收所述系統(tǒng)重構單元發(fā)送的維護失敗指示，對維護失敗的故障進行隔離， 再通過SPI總線向綜合電子系統(tǒng)發(fā)送成功隔離故障的反饋信息。上述故障診斷單元根據(jù)接收到的關于某一飛行器子系統(tǒng)或綜合電子系統(tǒng)的數(shù)字 信號進行故障診斷，具體地，可以為接收數(shù)字信號，根據(jù)數(shù)字信號包含的關于飛行器子系 統(tǒng)或者綜合電子系統(tǒng)的健康歷史信息的健康退化情況，生成帶有置信度的故障診斷結論； 該過程中，可運用信息融合與智能推理技術，以提高診斷的準確性。進行故障診斷的方案可 采用現(xiàn)有技術實現(xiàn)，這里不贅述。上述故障預測單元根據(jù)接收到的關于某一飛行器子系統(tǒng)或綜合電子系統(tǒng)的數(shù)字 信號進行故障預測的方案，可采用現(xiàn)有技術實現(xiàn)。上述系統(tǒng)重構單元對綜合電子系統(tǒng)或飛行器子系統(tǒng)進行維護，可采用現(xiàn)有技術實
7現(xiàn)；例如，可以通過冗余備份等手段進行修復，使飛行器子系統(tǒng)恢復正常運行。上述故障檢測與隔離單元進行故障隔離的方案也可采用現(xiàn)有技術實現(xiàn)，這里不贅 述?？蛇x地，所述飛行器子系統(tǒng)包括傳感器節(jié)點和健康狀況監(jiān)測單元，所述傳感器節(jié) 點通過SPI總線接收綜合電子系統(tǒng)發(fā)送的健康管理指令，采集該傳感器節(jié)點所在飛行器子 系統(tǒng)運行狀況的模擬信號，傳送給健康狀況監(jiān)測單元；所述健康狀況監(jiān)測單元將接收到的 模擬信號轉換為數(shù)字信號，進行算法處理，將處理后的數(shù)字信號通過SPI總線傳送給所述 故障診斷單元和所述故障預測單元。可選地，所述綜合電子系統(tǒng)包括傳感器節(jié)點和健康狀況監(jiān)測單元；所述傳感器節(jié) 點接收地面通過無線方式發(fā)送的健康管理指令，通過SPI總線向各個飛行器子系統(tǒng)發(fā)送健 康管理指令，并且，所述傳感器節(jié)點接收地面通過無線方式發(fā)送的健康管理指令后，還采集 綜合電子系統(tǒng)運行狀況的模擬信號，傳送給健康狀況監(jiān)測單元；所述健康狀況監(jiān)測單元接 收所述傳感器節(jié)點傳送的模擬信號，轉換為數(shù)字信號后，進行算法處理，將處理后的數(shù)字信 號通過SPI總線傳送給健康管理器的故障診斷單元和故障預測單元。本實用新型提供的設備管理器中，可設置一個健康管理器與SPI總線相連，也可 以設置兩個健康管理器與SPI總線相連；當設置兩個健康管理器與SPI相連時，將其中一個 設為主健康管理器，將另一個設為備健康管理器。所述綜合電子系統(tǒng)接收地面發(fā)送的健康管理指令后，如果通過SPI總線檢測到主 健康管理器正常，則通過SPI總線向主健康管理器發(fā)送啟動指令以啟動主健康管理器，如 果通過SPI總線檢測到主健康管理器出現(xiàn)故障，則通過SPI總線向備健康管理器發(fā)送啟動 指令以啟動備健康管理器。相應地，所述綜合電子系統(tǒng)和所述飛行器子系統(tǒng)將處理后的數(shù) 字信號發(fā)送給已經(jīng)啟動的健康管理器。當然，飛行器中設備管理器的結構并不僅限于圖2所示，例如，設備管理器中還可 以包括與SPI總線連接的任務管理器，用于進行任務能力恢復，以及進行飛行操作管理；同 時還可以包括與SPI總線連接的操作管理器，用于進行空間指令操作、進行飛行器準備操 作以及空間維護。進一步地，在本實用新型的設計中，還可以將健康管理器設計為運用到一個統(tǒng)一 的平臺上。具體地，在健康管理器各單元的底層框架實現(xiàn)中，可借鑒歐空局的設計思路，由 設計模式和小框架實現(xiàn)；將底層設計按任務分層，分為硬件資源層、設備接口層、系統(tǒng)服務 層和應用層四層；底層設計中的實時操作系統(tǒng)和框架都屬于服務層，將功能進行封裝，針對 綜合電子系統(tǒng)和各飛行器子系統(tǒng)分別設置不同的健康管理模塊，各健康管理模塊彼此相互 獨立，且各健康管理模塊對應用層提供接口。在底層設計的四層中，硬件資源層、設備接口層和系統(tǒng)服務層可采用現(xiàn)有方案實 現(xiàn)，下面主要對上層應用層進行說明。對于上層應用層，留出接口，對于不同的飛行器，分別 開發(fā)各自的健康管理模塊，不同的健康管理模塊以構件的形式向系統(tǒng)服務層注冊。在上層 應用層，除了包括現(xiàn)有中的容錯模塊外，還可以增加健康評估模塊和錯誤恢復模塊；當上層 應用層檢測到故障時，以事件的形式將故障信息傳送給健康評估模塊，同時將故障信息保 存到系統(tǒng)服務層的健康管理事件庫中；健康評估模塊對故障信息進行評估，如果需要進行 故障恢復，向容錯模塊發(fā)送啟動指令，容錯模塊在健康管理事件庫中查詢是否保存有相應
8的恢復事件，如果有，則提取該恢復事件，發(fā)送給錯誤恢復模塊，錯誤恢復模塊根據(jù)該恢復 事件執(zhí)行該恢復過程，完成對故障的處理，該處理具體包括系統(tǒng)重構、隔離；如果容錯模塊 在健康管理事件庫中查詢出沒有保存相應的恢復過程，則向錯誤恢復模塊發(fā)送恢復指令， 錯誤恢復模塊接收該恢復指令后，生成恢復事件，執(zhí)行恢復過程，同時，還將生成的該恢復 事件存儲在系統(tǒng)服務層中的健康管理事件庫中。本實用新型在飛行器中設置健康管理器，實現(xiàn)對飛行器的健康管理，通過健康管 理器，便可對飛行器自身狀態(tài)健康狀態(tài)進行監(jiān)控，對出現(xiàn)的故障能夠自主修復、隔離；這樣， 飛行器自主地根據(jù)運行中的各種狀態(tài)參數(shù)確定自身的健康狀態(tài)，進而自主地制定合適的指 令序列處理相應的故障。而不用像現(xiàn)有技術那樣，需要在地面設置四個分別的設備協(xié)助完 成，從而，提高了飛行器的自主性。并且，現(xiàn)有方案中，針對不同的飛行器，地面需要分別設置四個設備，存在分散、成 本高等缺陷。而采用本實用新型，可以在各種飛行器內設置通用的健康管理器以實現(xiàn)健康 管理，達到了集中、成本低等效果。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型 保護的范圍之內。
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權利要求一種健康管理器，其特征在于，該健康管理器包括串行通用接口SPI總線，與SPI總線連接的故障診斷單元、故障預測單元、系統(tǒng)重構單元以及故障檢測與隔離單元；所述故障診斷單元通過SPI總線接收飛行器子系統(tǒng)和綜合電子系統(tǒng)發(fā)送的關于各自運行狀況的數(shù)字信號，進行故障診斷，診斷出故障后將故障類型發(fā)送給系統(tǒng)重構單元；所述故障預測單元通過SPI總線接收飛行器子系統(tǒng)和綜合電子系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)字信號，進行故障預測，在預測出將要出現(xiàn)故障時，將故障類型發(fā)送給系統(tǒng)重構單元；所述系統(tǒng)重構單元接收故障診斷單元和故障預測單元發(fā)送的故障類型，進行相應的故障維護，在維護成功時通過SPI總線向綜合電子系統(tǒng)發(fā)送維護成功的反饋信息，在維護失敗時向故障檢測與隔離單元發(fā)送維護失敗指示；所述故障檢測與隔離單元接收所述系統(tǒng)重構單元發(fā)送的維護失敗指示，對維護失敗的故障進行隔離，再通過SPI總線向綜合電子系統(tǒng)發(fā)送成功隔離故障的反饋信息。
2.一種飛行器中的設備管理器，其特征在于，該設備管理器包括SPI總線，以及與SPI 總線連接的健康管理器、綜合電子系統(tǒng)和飛行器子系統(tǒng)；所述健康管理器包括故障診斷單 元、故障預測單元、系統(tǒng)重構單元以及故障檢測與隔離單元；所述綜合電子系統(tǒng)接收地面發(fā)送的健康管理指令，通過SPI總線向各個飛行器子系統(tǒng) 發(fā)送健康管理指令；飛行器子系統(tǒng)接收健康管理指令，采集自身運行狀況的模擬信號，將模 擬信號轉換為數(shù)字信號，進行算法處理，將處理后的數(shù)字信號通過SPI總線傳送給所述故 障診斷單元和所述故障預測單元；并且，綜合電子系統(tǒng)接收地面發(fā)送的健康管理指令后，還 采集自身運行狀況的模擬信號，將模擬信號轉換為數(shù)字信號，進行算法處理，將處理后的數(shù) 字信號通過SPI總線傳送給所述故障診斷單元和所述故障預測單元；所述故障診斷單元通過SPI總線接收飛行器子系統(tǒng)和綜合電子系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)字信號， 進行故障診斷，診斷出故障后將故障類型發(fā)送給系統(tǒng)重構單元；所述故障預測單元通過 SPI總線接收飛行器子系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)字信號，進行故障預測，在預測出將要出現(xiàn)故障時，將 故障類型發(fā)送給系統(tǒng)重構單元；所述系統(tǒng)重構單元接收故障診斷單元和故障預測單元發(fā)送 的故障類型，進行相應的故障維護，在維護成功時通過SPI總線向綜合電子系統(tǒng)發(fā)送維護 成功的反饋信息，在維護失敗時向故障檢測與隔離單元發(fā)送維護失敗指示；所述故障檢測 與隔離單元接收所述系統(tǒng)重構單元發(fā)送的維護失敗指示，對維護失敗的故障進行隔離，再 通過SPI總線向綜合電子系統(tǒng)發(fā)送成功隔離故障的反饋信息。
3.如權利要求2所述的設備管理器，其特征在于，所述飛行器子系統(tǒng)包括傳感器節(jié)點 和健康狀況監(jiān)測單元，所述傳感器節(jié)點通過SPI總線接收綜合電子系統(tǒng)發(fā)送的健康管理指 令，采集該傳感器節(jié)點所在飛行器子系統(tǒng)運行狀況的模擬信號，傳送給健康狀況監(jiān)測單元； 所述健康狀況監(jiān)測單元將接收到的模擬信號轉換為數(shù)字信號，進行算法處理，將處理后的 數(shù)字信號通過SPI總線傳送給所述故障診斷單元和所述故障預測單元。
4.如權利要求2所述的設備管理器，其特征在于，所述綜合電子系統(tǒng)包括傳感器節(jié)點 和健康狀況監(jiān)測單元；所述傳感器節(jié)點接收地面通過無線方式發(fā)送的健康管理指令，通過SPI總線向各個飛 行器子系統(tǒng)發(fā)送健康管理指令；并且，所述傳感器節(jié)點接收地面通過無線方式發(fā)送的健康 管理指令后，還采集綜合電子系統(tǒng)運行狀況的模擬信號，傳送給健康狀況監(jiān)測單元；所述健 康狀況監(jiān)測單元將接收到的模擬信號轉換為數(shù)字信號，進行算法處理，將處理后的數(shù)字信號通過SPI總線傳送給所述故障診斷單元和所述故障預測單元。
5.如權利要求2所述的設備管理器，其特征在于，與SPI總線連接的健康管理器為兩 個，其中一個為主健康管理器，另一個為備健康管理器；所述綜合電子系統(tǒng)接收地面發(fā)送的健康管理指令后，如果通過SPI總線檢測到主健康 管理器出現(xiàn)故障，則通過SPI總線向備健康管理器發(fā)送啟動指令以啟動備健康管理器；所 述綜合電子系統(tǒng)和所述飛行器子系統(tǒng)將處理后的數(shù)字信號發(fā)送給已經(jīng)啟動的備健康管理O
專利摘要本實用新型提供了飛行器中的設備管理器和該設備管理器中的健康管理器，其中，該健康管理器包括與串行通用接口SPI總線連接的故障診斷單元、故障預測單元、系統(tǒng)重構單元及故障檢測與隔離單元；故障診斷單元通過SPI總線接收飛行器子系統(tǒng)和綜合電子系統(tǒng)發(fā)送的關于各自運行狀況的數(shù)字信號，進行故障診斷；故障預測單元通過SPI總線接收飛行器子系統(tǒng)和綜合電子系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)字信號，進行故障預測；系統(tǒng)重構單元接收故障診斷單元和故障預測單元發(fā)送的故障類型，進行相應的故障維護；故障檢測與隔離單元接收系統(tǒng)重構單元發(fā)送的維護失敗指示，對維護失敗的故障進行隔離。本實用新型提供的方案能夠實現(xiàn)飛行器自主地進行健康管理。
文檔編號G05B23/02GK201698228SQ20102023290
公開日2011年1月5日 申請日期2010年6月12日 優(yōu)先權日2010年6月12日
發(fā)明者劉建東, 李軼, 王主鳳 申請人:北京國科環(huán)宇空間技術有限公司