半实物仿真平台上的南极望远镜潜隐故障模拟和自愈方法
专利汇可以提供半实物仿真平台上的南极望远镜潜隐故障模拟和自愈方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且半实物仿真 平台的南极望远镜潜隐故障模拟和自愈方法，应用于南极天文 光学望远镜 机电系统 仿真平台上，由故障模拟程序、故障分析与自愈程序、及通讯网络构成；故障模拟程序包括：潜隐故障模 块 、显示模块、数字通讯模块与设备控 制模 块；故障分析与自愈程序包括：故障检测模块、专家库模块与故障自愈模块，故障自愈模块包括故障预警和报警模块、自愈动作执行模块及自愈评价模块；通讯网络包括故障模拟程序工控机、故障分析与自愈程序工控机、Ethernet上层数据通讯网络、 传感器 、 驱动器 和程控电源、RS485信息采集网络及底层 数据网络 。本方法通用性好，扩展性好，大大方便了南极 天文望远镜 和天文仪器的故障处理方面的研究。，下面是半实物仿真平台上的南极望远镜潜隐故障模拟和自愈方法专利的具体信息内容。
1.一种基于半实物仿真平台的南极望远镜潜隐故障模拟和自愈方法，应用于南极天文光学望远镜机电系统的潜隐故障自愈半实物仿真平台之上，其特征在于，本方法由故障模拟程序、故障分析与自愈程序、以及通讯网络构成；故障模拟程序包括：潜隐故障模块、显示模块、数字通讯模块与设备控制模块；故障分析与自愈程序包括：故障检测模块、专家库模块与故障自愈模块，所述的故障自愈模块包括故障预警和报警模块、自愈动作执行模块及自愈评价模块；通讯网络包括故障模拟程序工控机、故障分析与自愈程序工控机、UMAC控制器之间接口的Ethernet上层数据通讯网络、传感器、驱动器和程控电源、上述底层硬件设备的RS485信息采集网络以及该网络转换为Ethernet的底层数据网络。
2.根据权利要求1所述的基于半实物仿真平台的南极望远镜潜隐故障模拟和自愈方法，其特征在于，所述故障分析与自愈系统的工控机软件在检测分析故障信号并进行自愈动作后，会接收一个故障模拟系统传来的真正故障的说明，从而与本机的故障分析与自愈系统的判断结果进行对比，给出一个评价值，记录在文档中，也显示在工控机界面上，从而使研究者能够对自己的南极望远镜的故障分析与自愈算法有个量化的评价。
3.根据权利要求1所述的基于半实物仿真平台的南极望远镜潜隐故障模拟和自愈方法，其特征在于，所述的故障分析与自愈程序，初始化时根据设定采取模式1，自检故障分析与自愈系统的硬件，如果发现自身故障，则根据用户地设定进行自愈尝试，如果多次自愈失败，则存储错误信息，报警后退出；如果系统自检正常则进入待命状态，有两种情况会脱离待命，开始下一步工作：一种是自动状态，故障分析与自愈程序根据软件定时器按照一定的时间间隔扫描故障模拟程序通过Ethernet网络发来的握手信号，该信号为真，则意味着故障模拟程序已经成功输出一种故障状态，故障分析与自愈程序开始工作；第二种是手动状态，操作者通过人机界面点击界面上的按钮命令故障分析与自愈程序开始工作。
4.根据权利要求1所述的基于半实物仿真平台的南极望远镜潜隐故障模拟和自愈方法，其特征在于，所述的故障分析与自愈程序预先设置主动自愈还是不进行自愈两种方式；
根据此设置，如果不进行自愈，那么将只会进行故障分析，否则按照研究者设置的故障自愈算法进行故障的自愈；并且依据从故障模拟程序通过网络传来的真正故障解释，与故障分析的数据进行对比，对故障分析方法进行评估。
5.根据权利要求1所述的基于半实物仿真平台的南极望远镜潜隐故障模拟和自愈方法，其特征在于，所述的故障分析与故障自愈系统独立工作，在南极作为真正的故障解决单元工作时，是根据自愈动作后现场测试数据评估效果；以文本方式保存相关信息在本地计算机硬盘，保存的信息依次为：检测到故障的时间、检测到的故障电气信号数据、判定的故障名称与位置、故障判断的依据、是否进行了自愈、自愈算法解算完成到自愈实施的时间，自愈实施后的电气信号以及对自愈的评估；并且把以上所有信息显示在界面上；
所述的故障分析与故障自愈系统独立工作，在南极作为真正的故障解决单元工作时，这些信息通过卫星网络通讯远程发回国内。
6.根据权利要求1所述的基于半实物仿真平台的南极望远镜潜隐故障模拟和自愈方法，其特征在于，所述的模式1是南极天文光学望远镜半实物仿真模式；所述的模式2是正常的南极天文光学望远镜故障工作模式；
在模式1中，故障模拟系统、故障分析与自愈系统都参与工作；
在模式2中，只有故障分析与自愈系统参与。
7.根据权利要求3所述的基于半实物仿真平台的南极望远镜潜隐故障模拟和自愈方法，其特征在于，所述模式1的步骤如下：
步骤1：故障模拟程序初始化故障模拟的软硬件系统，各通讯端口、IO端口、包括UMAC控制器的各硬件单元处于待命状态即无故障信号输出状态，并自检，确保故障模拟自身没有故障，也没有给故障分析与自愈系统输出故障信号，否则在工控机的显示器显示告警信息；
此时故障分析与自愈程序打开，处于待机状态；
步骤2：根据需要模拟的故障，在界面选择类别及输入必要的参数；
步骤3：计算机系统查询故障模式库，调出需要准备的故障状态特征数据；参见表1，以RA的位置编码器4号读数头损坏为例，计算机根据人机界面的数据，即操作人员指示，提取4号码盘读数乱跳的数据，同时准备RA轴系电机的电压、电流、电机的旋转变压器数据、电源系统数据；
步骤4：计算机软件及其故障模拟系统附属硬件设备即UMAC控制器的插槽中所插的电路板卡，把这些电气开关量、数字量和模拟量信号输出，使得相关的IO端口所连接的硬件设备动作；
步骤5：故障分析与自愈程序，初始化时根据设定采取模式1，自检故障分析与自愈系统的硬件，如果发现自身故障，则根据用户地设定进行自愈尝试，如果多次自愈失败，则存储错误信息，报警后退出；如果系统自检正常则进入待命状态，有两种情况会脱离待命，开始下一步工作；一种是自动状态，故障分析与自愈程序根据软件定时器按照一定的时间间隔扫描故障模拟程序通过Ethernet网络发来的握手信号，该信号为真，则意味着故障模拟程序已经成功输出一种故障状态，故障分析与自愈程序开始工作；第二种是手动状态，操作者通过人机界面点击界面上的按钮命令故障分析与自愈程序开始工作；
步骤6：根据检测到的电气开关量、数字量和模拟量信号，分析、判断故障位置、故障原因以及故障的解决方案；
步骤7：故障分析与自愈程序预先设置主动自愈还是不进行自愈两种方式；根据此设置，如果不进行自愈，那么将只会进行故障分析；如果进行自愈，则按照用户设定的算法或方法例如自愈专家库，通讯端口发出命令给执行的硬件单元或软件单元：IO端口、继电器、电机驱动器、程控电源，这些单元执行相应的动作；并且依据从故障模拟程序通过网络传来的真正故障解释，与故障分析的数据进行对比，对故障分析方法进行评估，评估数据记录在文档中，也显示在工控机界面上；无论是否自愈，都会以文本方式保存相关信息在本地计算机硬盘，保存的信息依次为：检测到故障的时间、检测到的故障电气信号数据、判定的故障名称与位置、故障判断的依据、是否进行了自愈、自愈算法解算完成到自愈实施的时间、自愈实施后的电气信号以及对自愈的评估；并且把以上所有信息显示在界面上；
步骤8：故障分析与自愈系统的工控机软件同时接受一个故障模拟系统传来的真正故障的说明，从而与本机的故障分析与自愈系统的判断结果进行对比，给出一个评价，记录在文档中，也显示在工控机界面上，从而使研究者能够对自己的南极望远镜的故障分析与自愈算法有个客观的评价；
步骤9：如果用户预设不进行自愈，那么就只进行数据存储、界面显示故障和远程通讯报警；
步骤10：故障分析与定位，在实时调试和实际工作中真正有效即此时故障模拟程序不工作，把故障信息补充到故障模式库，并形成升级的故障专家库；在故障模拟状态下，这一过程也同样进行，但是仅仅是测试模式库和专家库的升级能力是否正确；新增的模式或删除。
8.根据权利要求3所述的基于半实物仿真平台的南极望远镜潜隐故障模拟和自愈方法，其特征在于，所述模式2的步骤如下：
步骤1：故障模拟程序不启用；
故障分析与自愈系统的交换机EDS-208A-M-ST-T通过网线连接到南极望远镜的交换机；惯性测量单元传感器安装在望远镜的镜筒上，其数据反映望远镜位置、速度、加速度方面的故障现象，通过RS485总线再经过所述的串口通信服务器MOXA Nport5650-8-DT转换为网络信号后由宽温工业控制计算机接收；故障分析与自愈程序打开并初始化；
步骤2：故障分析与自愈程序根据检测到的南极望远镜的电气开关量、数字量和模拟量信号，判断望远镜是否处于正常状态，如果出现异常，则分析、判断故障位置、故障原因以及故障的解决方案；
步骤3：如果预先设置采用自愈模式，则根据故障自愈算法实施故障的自愈动作，通过网络发出指令给南极望远镜主控计算机及其附属的主控UMAC控制器，进行相关处理；然后实时主动检测系统状态，分析自愈的效果；
步骤4：根据自愈动作后现场测试数据评估效果；以文本方式保存相关信息在本地计算机硬盘，保存的信息依次为：检测到故障的时间、检测到的故障电气信号数据、判定的故障名称与位置、故障判断的依据、自愈的标识、自愈算法解算完成到自愈实施的时间、自愈实施后的电气信号以及对自愈的评估；如果预先设置为不自愈模式，则只产生故障处理建议、报警和存储；保存的信息依次为：检测到故障的时间、检测到的故障电气信号数据、判定的故障名称与位置、故障判断的依据、不自愈的标识，自愈算法建议的故障处理方法；并且把以上所有信息显示在界面上；同时通过卫星网络远程向国内报警，传回该文本。
9.根据权利要求1所述的基于半实物仿真平台的南极望远镜潜隐故障模拟和自愈方法，其特征在于，所述UMAC与故障模拟程序、故障分析与自愈程序的通讯采用Ethernet网口、USB通讯、RS232通讯同时连接方式；故障分析与自愈程序以网口为默认方式，在计算机网口、UMAC网口或者网线异常时，切换到USB模式，如果USB通讯异常，再切换到串口模式。
10.根据权利要求1-9之一所述的基于半实物仿真平台的南极望远镜潜隐故障模拟和自愈方法，其特征在于，故障分析与故障自愈系统采用适应南极低温舱环境的宽温型器件MOXAUPort 404-T实现UMAC的USB端口与故障模拟计算机和故障分析与自愈计算机同时相连；故障分析与故障自愈系统独立工作，在南极作为真正的故障解决单元工作时，UPort
404-T下端扩展的端口连接南极望远镜主控计算机的USB口，和故障分析与故障自愈系统工控机的USB口，上端接南极望远镜主控制器UMAC的USB口；
故障分析与故障自愈系统工控机的RS232口直接与故障模拟的UMAC RS232口相连；故障分析与故障自愈系统独立工作，在南极作为真正的故障解决单元工作时，其RS232口直接连接南极望远镜主控制器UMAC的RS232口；故障分析与自愈程序在两种工作方式下均独占UMAC的RS232串口通讯。
半实物仿真平台上的南极望远镜潜隐故障模拟和自愈方法
技术领域
背景技术
发明内容
步骤1：故障模拟程序初始化故障模拟的软硬件系统，各通讯端口、IO端口、包括UMAC控制器的各硬件单元处于待命状态即无故障信号输出状态，并自检，确保故障模拟自身没有故障，也没有给故障分析与自愈系统输出故障信号，否则在工控机的显示器显示告警信息。
此时故障分析与自愈程序打开，处于待机状态。
故障分析与故障自愈系统工控机的RS232口直接与故障模拟的UMAC RS232口相连；故障分析与故障自愈系统独立工作，在南极作为真正的故障解决单元工作时，其RS232口直接连接南极望远镜主控制器UMAC的RS232口；故障分析与自愈程序在两种工作方式下均独占UMAC的RS232串口通讯。
附图说明
具体实施方式
步骤1：故障模拟程序初始化故障模拟的软硬件系统，各通讯端口、IO端口、包括UMAC控制器的各硬件单元处于待命状态即无故障信号输出状态，并自检，确保故障模拟自身没有故障，也没有给故障分析与自愈系统输出故障信号，否则在工控机的显示器显示告警信息。
此时故障分析与自愈程序打开，处于待机状态。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 火星退行天文现象实验模拟装置 | 2020-05-11 | 924 |
| 用于天文望远镜副镜位置控制的高精度五维调节机构 | 2020-05-22 | 788 |
| 高空气球天文观测吊篮的定向姿态控制方法 | 2020-05-24 | 264 |
| 一种基于太阳圆面速度差的自主天文导航方法 | 2020-05-25 | 383 |
| 一种牛顿式天文望远镜镜片恒温装置 | 2020-05-13 | 666 |
| 一种天文现象演示装置 | 2020-05-11 | 390 |
| 地球运行仪 | 2020-05-25 | 261 |
| 地月系绕日运行演示仪 | 2020-05-19 | 398 |
| 带有观测指示器的天文伞 | 2020-05-16 | 795 |
| 天球仪 | 2020-05-21 | 552 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
