题目：卫星故障模型的建立与注入研究

随着空间技术的发展，现代空间活动对卫星的需求越来越高，卫星的复杂程度相应的也在逐步提高，空间活动的任务要求也越来越重，要求卫星能够在轨服务时间长。因此针对卫星故障的研究室现代航天活动中不可或缺的一部分。对故障情况的分析离不开对已经发生的相关故障的案例分析，本文以此为切入点，首先对已经发生的卫星相关故障进行了统计分析，通过横向和纵向比较得出了卫星各分系统和各部件中，容易发生故障的分系统为控制分系统。其次针对卫星控制分系统，本文建立了相应的数学模型，针对控制分系统中的各个部件，构建了对应的原理模型、误差模型和失效模型，完善了描述卫星系统部件的数学模型。针对卫星的故障分析，离不开故障复现技术。在已经构建的数学模型的基础上，编写了针对一些常见故障模式的仿真程序，同时以动态软件注入方法来激发故障程序，实现故障模式的仿真，为故障诊断提供了第一手的诊断数据。故障研究的最终目的是进行故障修复，而要进行修复需要对发生故障的部件定位和发生的故障模式的确定，这就需要建立一套相应的故障诊断算法。本文试图避免多数诊断方法存在的采用分类器错误概率作为评价标准的计算这一困难，引入了马田系统方法。从传统马田系统的原理出发，介绍了进行马田系统分析的步骤。同时提出了其不足之处，利用模糊聚类分析方法补充了马田系统无法剔除第二类特征变量的缺陷。并对改进的马田系统算法进行了仿真验证。最后将故障注入、故障仿真和故障诊断系统进行组合，搭建了一个完整的故障复现系统。并对系统的总体流程和数据传输流程进行了介绍，以动量轮为对象，以动量轮的三种故障模式为算例，对系统进行了仿真验证，结果表明该系统能够有效的达到故障模拟仿真与诊断的预期目的。