推进系统冗余设计与安全控制教程

📚 共计 30 章节

推进系统冗余设计概述

冗余定义与目的 · 航天推进重要性 · 硬件/软件/信息/时间冗余分类

基础概念分类

推进系统安全控制基础

安全控制目标 · 常见故障模式 · 故障检测/隔离/重构策略

安全基础故障策略

推进系统可靠性工程基础

MTBF/MTTF/MTTR · 串联/并联/混联模型 · 冗余提升计算

可靠性数学模型

硬件冗余设计（一）

冷/热备份 · 双机主备切换 · 三模冗余TMR架构

硬件冗余TMR

硬件冗余设计（二）

N模冗余NMR · 混合冗余 · 投票机制设计

软件冗余设计

N版本编程NVP · 恢复块RBT · 软件多样性 · 同步表决

软件冗余NVP

信息冗余设计

汉明码/CRC/RS码 · 数据校验恢复 · 遥测冗余传输

纠错编码遥测

时间冗余设计

指令重试 · 故障恢复时间窗口 · 看门狗 · 实时性权衡

时间冗余看门狗

推进系统FMEA

FMEA步骤 · 关键部件分析 · 风险优先级RPN评估

推进系统故障树分析FTA

故障树构建 · 最小割集 · 定量/定性FTA · 应用案例

推进系统健康管理PHM

PHM架构 · 关键参数监测 · 故障预测与剩余寿命估计

推进系统控制器冗余设计

双余度/三余度控制器 · 交叉通道数据链CCDL

推进系统传感器冗余设计

同构/异构配置 · 故障诊断隔离 · 数据融合

传感器融合

推进系统执行机构冗余设计

阀门/泵/发动机冗余 · 故障下推力分配策略

执行机构推力分配

供电系统冗余设计

双总线/环形供电 · UPS设计 · 电源切换逻辑

通信网络冗余设计

CAN/1553B/AFDX总线冗余 · 拓扑冗余 · 安全机制

故障检测与诊断FDD技术

基于模型/知识/数据驱动的故障诊断

推进系统重构控制技术

重构原理 · 主动/被动策略 · 稳定性分析

安全完整性等级SIL设计

SIL分级 · 需求确定 · 验证与确认

推进系统功能安全设计

IEC 61508/ISO 26262应用 · 安全生命周期 · SIL分配

功能安全标准

冗余设计的权衡分析

成本与可靠性权衡 · 重量/体积优化 · 多目标优化

冗余设计的仿真验证

MATLAB/Simulink建模 · 故障注入 · 蒙特卡洛仿真

仿真蒙特卡洛

冗余设计的测试验证

HIL测试 · 故障注入 · 加速寿命 · 切换时间测试

冗余设计案例（一）运载火箭

长征系列推进系统冗余设计

案例运载火箭

冗余设计案例（二）卫星推进

双组元统一推进系统冗余设计

冗余设计案例（三）深空探测器

电推进系统冗余设计

安全控制的人因工程

人机界面 · 告警系统 · 操作员在环安全策略

可靠性增长管理

Duane/AMSAA模型 · 增长试验 · 闭环纠正

新技术趋势

AI故障预测 · 数字孪生 · 可重构推进架构

综合案例：全流程设计验证

从需求分析到设计验证，综合运用冗余与安全控制

综合案例全流程