22399

تحليل، طراحي و پياده‌سازي الگوريتم FDIR براي يك لينك مخابرات ماهواره‌اي

كارشناسي ارشد

مهندسي ماهواره

98-99

1399/5/20

دكتر سيد حسن صديقي - دكتر علي صدر

فناوري هاي نوين

ماهواره¬ها در دنياي امروز، نقشي اساسي ايفا مي¬كنند و هزينه بالايي نيز براي طراحي و ساخت آن¬ها پرداخت مي¬شود، به همين دليل در اين صنعت، افزايش قابليت اطمينان و طول عمر، از اهميت بالايي برخوردار است. در اين پايان¬نامه ابتدا مفاهيم اوليه مربوط به قابليت اطمينان، الگوريتم تشخيص، جداسازي و بازيابي خطا، تحليل حالت خرابي و آثار آن و همچنين تحليل درخت خطا، مطابق با استانداردهاي موجود بيان مي¬شود. در فصل بعد يك سخت¬افزار تجاري توليد داخل معرفي شده و انواع خطاهاي قابل وقوع در آن بيان مي¬گردد. سپس خطاهاي ذكر شده، با دو روش تحليل حالت خرابي و آثار آن و تحليل درخت خطا مورد بررسي و ارزيابي واقع مي¬شوند. در اين تحليل¬ها، علل وقوع هر خطا و آثار ناشي از آن بيان شده و مؤلفه¬هاي شدت خطا، احتمال وقوع و احتمال كشف از حالت كيفي به حالت كمي تبديل مي¬شوند. در فصل سوم، سازكارهاي تشخيص و بازيابي خطاهاي معرفي شده در فصل قبل تشريح شده، الگوريتم¬ها و روندنماهاي هر يك درج مي¬گردد. در فصل پاياني، پياده¬سازي الگوريتم¬ها و روش¬ها و نتايج آزمون¬هاي صحت¬سنجي انجام شده توضيح داده مي¬شود. سخت¬افزار مورد استفاده در اين پروژه عبارت است از يك لينك مخابراتي دو طرفه در دو برد مجزا، كه وظيفه انتقال داده فرمان از ايستگاه زميني به ماهواره و همچنين انتقال داده تله¬متري و داده تصوير از ماهواره به ايستگاه زميني را بر عهده دارد. در اين پژوهش 52 خطاي اين سخت¬افزار شناسايي شد و مورد تحليل قرار گرفت. از اين تعداد براي 28 مورد از آن¬ها الگوريتم تشخيص، جداسازي و بازيابي خطا طراحي شده و پياده¬سازي به زبان C صورت پذيرفت. همچنين به منظور مقابله با ساير خطاها كه امكان طراحي الگوريتم براي آن¬ها وجود نداشت، پيشنهادهايي جهت اصلاح و ارتقاي سخت¬افزار مطرح شد. در نهايت از طريق 9 روش آزمون طراحي شده، صحت عملكرد الگوريتم¬ها مورد تأييد واقع شد.

1399/06/19

Analysis, Design and Implementation of FDIR Algorithm for a Satellite Communication Link

8/11/2021 12:00:00 AM

Today, satellites play a key role in the world and a lot of money is paid for their design and construction, thus, increasing reliability and longevity is crucial in this industry. In this thesis, at first, the basic concepts of Reliability, Faults Detection, Isolation and Recovery (FDIR), Failure Modes and Effects Analysis (FMEA) and Fault Tree Analysis (FTA), according to existing standards are stated. In the next chapter, a made-in-Iran commercial hardware is introduced and the types of faults that can occur in it are stated. The mentioned faults are then examined and evaluated by FMEA and FTA. In these analyzes, the causes of each fault and its effects are stated and the qualitative parameters such as severity, probability of occurrence and probability of detection are quantitated. In the third chapter, the mechanisms for detecting and recovering the faults introduced in the previous chapter are described, and the algorithms and flowcharts of each are inserted. In the final chapter, the implementation of algorithms and the methods and results of the validation tests are explained. The hardware used in this project is a bidirectional telecommunication link in two separate boards, which transmits telecommand data from the ground station to the satellite, as well as telemetry data and image data from the satellite to the ground station. In this study, 52 faults of this hardware were identified and analyzed. For 28 of them, FDIR algorithm were designed and implemented in C. Also, in order to deal with other faults -That it was not possible to design an algorithm for them- suggestions were made to correct and upgrade the hardware. Finally, through 9 designed validation test methods, the performance of the algorithms was confirmed.

تشخيص خطا , بازيابي خطا , درخت خطا , تحليل حالت خرابي و آثار آن , مخابرات ماهواره

Fault Detection , Fault Recovery , Fault Tree , Failure Modes and Effects Analysis , Satellite Communication