● 摘要
随着科学技术的进步，卫星姿控系统结构越来越复杂，这对姿控系统的可靠性、安全性提出了更高的要求。如果能利用先进的故障预测理论与方法，对卫星姿控系统可能发生的故障进行有效、准确的预测，进而及时采取有效措施，就可以避免发生严重故障，减少经济损失，保证卫星正常运行。而在故障预测时，故障预测结果往往受到噪声干扰、预测模型等不确定性因素的影响，预测结果往往具有不确定性。如何对预测结果的不确定性做出可信度评价，成为故障预测必须解决的难点问题及关键问题之一。
本文以卫星姿态控制系统为研究对象，完成了卫星姿控系统的故障预测及其可信度评价方法研究，并设计了分布式仿真平台进行仿真验证。
本文由以下三部分组成：
第一部分，介绍了卫星姿态控制系统及其故障模式。研究了基于模糊基神经网络的故障预测方法。先使用模糊基神经网络对卫星姿控系统进行建模，再利用卫星姿控系统实际输出与模糊基神经网络输出做差，得到系统的残差。在此基础上，采用了自回归模型、指数模型、神经网络模型对残差序列进行建模和预测，实现了故障预测，并比较了各预测模型的预测精度。最后，对卫星姿控系统故障可预测性进行了初步研究。
第二部分，研究了故障预测结果可信度评价方法。针对信噪比、预测时间对预测结果不确定性的影响，提出了故障预测结果可信度评价指标，并推导出可信度指标的表达式。通过蒙特卡洛方法，可以在一定精度内得到信噪比、预测时间与可信度的关系。同时，本文还从另一角度上给出了故障预测可信度的评估方法。
第三部分，设计了分布式仿真平台对故障预测及可信度评价方法进行仿真验证。介绍了仿真平台的设计、关键技术等，给出了仿真平台的实现结果。