状态检测和健康管理是卫星在轨长寿命高可靠性的重要保证，也是航天领域始终关注的重要技术。本书系统介绍了卫星在轨状态检测与健康管理的基本概念和主要方法，包括卫星在轨异常状态的类型、特征分析和检测规则，卫星在轨异常检测、状态预测和健康评估方法，卫星在轨维护与维修策略等，并给出了大量典型实例和示例。本书取材广泛、内容新颖，理论与应用密切结合，具有较强的指导性和实用性。本书可为工程单位、工业部门、科研院所、高
等院校等从事航天器在轨状态检测与健康管理技术研究和应用的管理人员、工程技术人员、教学科研人员提供参考。
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第1章 绪论 131.1 目的和意义 13
1.2 任务和要求 15
1.3 国内外研究现状 17
1.4 本书特色和内容体系 22
第2章 卫星在轨状态异常类型 232.1 基于功能系统分类 232.1.1 电源分系统异常 23
2.1.2 控制分系统异常 24
2.1.3 推进分系统异常 24
2.1.4 热控分系统异常 25
2.1.5 测控分系统异常 25
2.1.6 星务分系统异常 26
2.2 基于异常诱因分类 272.2.1 空间环境影响 27
2.2.2 部件老化影响 29
2.2.3 操作使用不当影响 30
2.2.4 设计缺陷影响 31
2.2.5 工艺缺陷影响 32
2.2.6 软件缺陷影响 32
2.3 基于表现形式分类 332.3.1 单点异常 33
2.3.2 集合异常 34
2.3.3 情境异常 37
2.3.4 关联关系异常 38
2.4 基于寿命周期分类 382.4.1 早期异常 39
2.4.2 中期异常 40
2.4.3 末期异常 41
第3章 卫星在轨状态特征分析 423.1 特征参数 423.1.1 遥测参数 42
3.1.2 环境参数 46
3.1.3 间接参数 47
3.2 统计特征 503.2.1 一阶统计特征 50
3.2.2 二阶统计特征 51
3.2.3 高阶统计特征 53
3.2.4 统计特征选择 55
3.2.5 应用示例 57
3.3 频域特征 603.3.1 频域特征参数 61
3.3.2 应用示例 62
3.4 图形/形态特征 643.4.1 演变形态 64
3.4.2 边界包络 71
3.4.3 相平面特征 74
3.5 关联特征 773.5.1 逻辑关联 77
3.5.2 物理关联 78
3.5.3 数据关联 80
第4章 卫星状态异常检测规则 864.1 检测规则类型 874.1.1 固定门限规则 87
4.1.2 模糊门限规则 91
4.1.3 关联规则 92
4.1.4 概率型规则 97
4.1.5 图形规则 98
4.2 检测规则的确定 1014.2.1 基于知识的方法 101
4.2.2 数据分析方法 104
4.2.3 示例分析 107
第5章 卫星在轨异常状态检测 1105.1 基于规则的方法 1115.1.1 基本原理 111
5.1.2 示例分析 113
5.2 控制图方法 1155.2.1 控制图简述 115
5.2.2 休哈特控制图 117
5.2.3 累积和控制图 119
5.2.4 应用示例 121
5.3 相似度方法 1275.3.1 基于距离的方法 128
5.3.2 相似系数方法 136
5.3.3 不同相似性度量的评价 137
5.4 机器学习方法 1405.4.1 有监督方法 140
5.4.2 无监督方法 141
5.4.3 示例分析 144
5.5 状态估计方法 1525.5.1 多元状态估计技术 153
5.5.2 序贯概率比检验 156
5.5.3 应用示例 157
第6章 卫星在轨状态预测 1616.1 单一模型预测 1616.1.1 时间序列模型 161
6.1.2 支持向量机回归模型 164
6.1.3 灰色模型 166
6.1.4 神经网络模型 167
6.2 组合模型预测 1706.2.1 熵权法组合预测 170
6.2.2 局部加权最小二乘法变权重组合预测 172
6.3 综合模型预测 1746.3.1 简单混合模型 174
6.3.2 复杂演化模型 176
6.4 模型辨识与修正 1856.4.1 模型辨识方法 185
6.4.2 参数辨识与修正方法 186
6.4.3 示例分析 191
第7章 卫星在轨健康状态评估 2027.1 概述 2027.1.1 基本概念 202
7.1.2 评估步骤 203
7.1.3 常用方法 205
7.2 评估指标体系及构建 2067.2.1 基本原则 206
7.2.2 指标确定准则 207
7.2.3 指标体系构建 209
7.3 基于退化的寿命预测 2117.3.1 基于退化的可靠性建模方法 211
7.3.2 示例分析 218
7.4 基于机器学习的健康状态评估 2247.4.1 贝叶斯网络简介 224
7.4.2 动态贝叶斯网络 226
7.4.3 示例分析 226
7.5 健康状态综合评估 2317.5.1 常权综合法 232
7.5.2 变权综合法 234
7.5.3 达标系数法 235
第8章 卫星在轨维护与维修 2388.1 日常维护 2388.1.1 日常维修的类型 238
8.1.2 日常维修的流程 240
8.2 预防性维修 2418.2.1 预防性维修的类型 241
8.2.2 预防性维修的流程 241
8.2.3 预防性维修间隔期的确定 242
8.2.4 应用示例 245
8.3 修复性维修 2498.3.1 修复性维修的类型 249
8.3.2 修复性维修流程 249
8.3.3 修复性维修方式 250
8.3.4 应用示例 251
8.4 案例分析 2568.4.1 故障机理及定位 256
8.4.2 维修方案制定 263
8.4.3 维修效果确认 263
参考文献 264
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