随着航天技术的发展,人们的焦点日趋集中于提高航天飞行器的安全性、可靠性以及减少飞行器运行成本,提高飞行器运行效率上。在各种各样的解决方法中,飞行器健康管理(VHM)技术得到了日益广泛的重视与长足的发展。它能对飞行器重要部件、系统进行全面的健康状态监控(含故障检测、分析判断、给出处理等),以及在需要与可能时进行自修复。 本文主要研究了可重复使用跨大气层飞行器(RLV)健康管理系统(HMS)总体框架及其关键系统之一——有效载荷释放和回收系统的健康监控原理。 论文的第一章,简要介绍了RLV健康管理系统的研究背景,基本概念,研究目的和意义以及国内外的发展现状和本文的主要工作内容。 论文的第二章,主要对RLV健康管理系统的总体框架进行了研究。在总体框架中阐明了HMS总的功用、要求,并详细阐明其组成,确定了需要建立VHMS的三个关键系统,建立了以机上自主、地面监控以及自修复为主的各系统的健康管理系统的总体框架,评估及推荐了传感器技术,阐明了硬件结构设计原则与方法,并阐明了结构和发动机健康监控中所用到的几种主要算法。 论文的第三章,对RLV的有效载荷释放和回收系统进行了研究。通过系统的FMEA分析确定出系统需要监控的部位和失效模式,接着根据空间机械臂的特点建立了机械臂动力学方程,并以一具体的机械臂运动过程为对象分析各关节的运动轨迹,建立其失效判据,采用LABVIEW开发虚拟的机械臂运动轨迹健康监控系统;对系统所需监控部位及失效模式的机理加以分析、计算,研究其发生故障时的特征及变化,确定故障信息的提取与故障诊断方法,利用LABVIEW开发了虚拟关键部件的健康监控系统。