基于ILLE和SVM的卫星执行机构系统故障检测与定位*

江文建 姜 斌 廖 鹤 程月华 叶正宇

1. 南京航空航天大学自动化学院，南京210016 2.上海卫星工程研究所，上海200000

近年来，磁伺服机构作为高精度指向卫星的重要执行部件，其工作过程涉及电、热和磁等多个环节，其运行可靠性直接影响到卫星平台的稳定和安全。由于卫星运行环境复杂、温度交变，故执行机构故障高发[1-2]。开展执行机构故障检测与定位研究，可有效地监测执行机构的运行状态，并检测出系统发生的故障，定位出故障部件，有利于卫星平台及时采取措施隔离故障，实施容错控制，对提高卫星在轨可靠性和安全性具有重要意义[3-4]。

为实现卫星姿控系统执行机构的故障检测，需提取故障特征数据并降维。传统的线性降维算法，如PCA[5]，保持了数据集的全局距离结构不变，但不能保持非线性数据结构的内在流形。基于流形的非线性降维算法，如等距映射[6](ISOMAP)、局部线性嵌入[7](LLE)及邻域保持嵌入[8](NPE)等，通过保持数据的几何结构，发现嵌入在高维数据中的低维特征，引起了广泛的关注。但目前这些方法大多应用于离线数据的故障检测，如LLE，在检测前需提取大量的故障特征样本进行训练，而这在实际系统中是不可能实现的。因为流形学习应用于实际系统中时，样本总是不断更新的，系统运行初期很难获得完备的信息[9]。为解决这一问题，文献[9]提出了一种增量式局部线性嵌入(ILLE)方法应用于卫星姿控系统的故障检测，通过将系统运行过程中的有用样本加入原始训练数据库中，取得了很好的检测效果。……