Математические основы метода прогнозирования состояния космического аппарата на основе иерархической многоуровневой базы знаний

Соловьев С. В., Донсков А. В.

Читать статью полностью

  Математические основы метода прогнозирования состояния космического аппарата на основе иерархической многоуровневой базы знаний(1,17 MB)

Аннотация

В статье рассматриваются аспекты математической основы метода прогнозирования состояния космического аппарата (КА) на основании иерархической многоуровневой базы знаний. Показано, что разработка иерархических многоуровневых баз знаний о КА позволяет детально описать как структуру объекта управления, так и взаимосвязи его составных частей. Это позволяет выстраивать древа отказов на борту КА. Достоинство такого подхода заключается в том, что выполняется многофакторный анализ текущего состояния КА и выявляются элементы системы и событий, которые приводят к данному конкретному отказу системы/узла/агрегата или нештатной ситуации. В качестве математического инструмента для построения прогноза состояния КА рассматриваются нечеткие алгоритмы. Данные алгоритмы позволяют использовать информацию из баз знаний в виде лингвистических переменных, что позволяет объективно учитывать существующую неопределенность, неоднозначность, неполноту и нечеткость информации о КА. Авторами предложена математическая модель прогнозирования состояния КА на основании нечетких алгоритмов.

Ключевые слова:

космический аппарат – spacecraft; нештатные ситуации – emergency situations; нечеткие алгоритмы – fuzzy algorithms; прогнозирование состояния космического аппарата – spacecraft state forecasting; интеллектуальные системы управления полетом – intelligent flight control systems; базы знаний – knowledge bases.

Список литературы

1. Кравец, В. Г. Основы управления космическими полётами / В.Г. Кравец, В.Е. Любинский. – М.: Машиностроение, 1983. – 256 с.

2. Соловьёв, В. А. Управление космическими полётами / В.А. Соловьёв, Л.Н. Лысенко, В.Е. Любинский. – М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2009. – 426 с.

3. Матюшин, М. М. Структуризация и использование знаний в процессе оперативного контроля состояния пилотируемыми космическими аппаратами [Электронный ресурс] / М.М. Матюшин, Н.В. Мишурова, А.В. Донсков // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. – 2012. – No 10. – Режим доступа: http://engineering-science.ru/doc/479653. html, свободый. – Загл. с экрана.

4. Gomez-Perez, A. Overview of Knowledge Sharing and Reuse Components: Ontologies and Problem-Solving Metods / A. Gomez-Perez, V.R. Benjamins // Proc. of the IJCAI-99 workshop on Ontologies and Problem-Solving Metods (KRR5), August 2. – Stockholm, Sweden. 1999. –12 p.

5. Гладун, А. Я. Онтологии в корпоративных системах [Электронный ресурс] / А.Я. Гладун, Ю.В. Рогушина // Корпоративные системы. – 2006. – No 1. – Режим доступа: http:// sergeiseleznev.blogspot.com/2010/07/1.html, свободный. – Загл. с экрана.

6. Кузнецов, П. Д. Отображение устройства ввода-вывода информации микропроцессорных средств вычислительной техники / П.Д. Кузнецов, А.А. Козак, М.С. Бродный // Радиотехника. – 1983. – No 1.

7. Михалевич, B. C. Проблемы моделирования и управления защитой региона в чрезвычайных ситуациях / В.С. Михалевич, В.Л. Волкович // УСиМ. – 1991. – No 1. – С. 3–10.

8. Нечеткие алгоритмы оценки технического состояния и прогнозирования остаточного ресурса электрооборудования / Н. В. Костерев [и др.] // Электротехника и энергетика. – 2008. – No 8. – С. 65–70.

9. Ротштейн, А. П. Медицинская диагностика на нечеткой логике / А.П. Ротштейн. – Винница: Континент-ПРИМ, 1996. – 132 с.

10. Костерев, Н. В. Нечеткое моделирование электрооборудования для оценки технического состояния и принятия решений о стратегии дальнейшей эксплуатации / Н.В. Костерев, Е.И. Бардик // Технічна електродинаміка. – 2006. – Тематичний випуск “Проблеми сучасної електротехніки”, Ч. 3. – С. 39–43.

11. Афанасьев, В. Н. Анализ временных рядов и прогнозирование / В.Н. Афанасьев, Н.Н. Юзбашев. – М.: Финансы и статистика, 2001. – 288 с.

12. Калмуцкий, В. С. Прогнозирование ресурса деталей машин и элементов конструкций / В.С. Калмуцкий. – Кишинев.: «Штинда», 1989. – 160 с.