人工智能技術在航天領域的應用

鄧堯聲

摘 要：在航天領域中，機械的故障診斷、運輸和管理都有很多與人工智能相結合的研究。人工智能控制技術已經受到了世界性的廣泛應用。將人工智能和計算機技術融入到故障診斷系統中，依靠數學模型進行控制，從而實現智能控制在航天領域中的廣泛應用。人工智能在運載火箭和空間站中的應用，是利用和智能有關的復雜功能，這也引起了我國航天工作者的高度重視。本文著重研究人工智能技術在航天領域的應用。

關鍵詞：人工智能技術 航天領域 應用 效率

引 言

人工智能在發展中也涵蓋了很多其他科學領域的內容，比如計算機、識別系統、語言系統等等。人工智能技術應用于專家系統、檢測系統、診斷系統和識別系統，而專家系統則是人工智能研究較為重要的一個部分。國際上很多國家都非常重視人工智能技術在航天領域的應用，人工智能可以用于故障分析、空間站、火箭承載等等，這些領域對人工智能技術的需求也較大。下面就從這幾個方面著手，介紹人工智能在推進系統和航天領域中的應用。

一、故障診斷系統中的應用

在社會信息化和數字化的發展中，人工智能和自動化技術都有飛速的進步。在航天領域中，早就采用了人工智能故障診斷。基于人工智能的故障診斷成為了一種新的故障診斷方式，并且有一定的成效。人工智能診斷就是為了保證系統的安全性和穩定性，需要建立一個監控系統對發動機工作期間的狀態進行控制。

人工智能在故障診斷系統中的應用是根據設備運行的情況，采用人工神經元網絡技術的基本理論。這種人工智能系統具有一定的學習知識能力，其學習系統采用機器學習模型，根據發動機的故障數據的產生就可以快速辨別故障的原因和特征?？焖偻瓿蓤D形匹配實施診斷，也保持著一定的精確度和效率。

人工智能診斷法主要根據模糊邏輯智能診斷系統，故障管理診斷系統，神經元網絡預測和專業智能診斷等等相結合的方式。人工智能系統實現數據診斷工作自動化，可以提高效率和精確度，同時縮小人力浪費，降低成本。人工智能故障診斷法在航天領域中的成效指日可待，相信在未來也一定會得到推廣和發展。

二、運載火箭中的應用

根據目前的情況來看，人工智能也可以運用在運載火箭中。為了降低運載火箭在地面操作時產生的費用，可以開發低耗費，同時具有操作性和可靠性的系統。人工智能可以應用在液氧專家系統中，在航天飛行發射的準備階段，對航天飛機液氧加注系統進行故障診斷。如果航天飛行在地面操作出現異常，液氧專家系統就會自動進行診斷，判斷出出現異常的問題，并且及時停止發射的加注故障系統。現今，液氧專家系統已經可以在故障出現的前幾秒鐘發現并且提出故障解決辦法。如果由系統工程師來解決，則需要花費幾分鐘的時間并且可靠性較低。所以人工智能自動診斷技術有效提高了航天飛行的地面操作安全性。

自動檢測的系統工程師也是一個實時人工系統。實時人工系統是以液氧專家系統為基礎，對航天飛行的硬件進行測試。人工智能技術是將發射過程中的流程進行再設計，在出現問題的時候，可以自動改變整個航天飛行的計劃，并且對原有計劃進行調整，從而在后期繼續飛行的時候，系統也可以適應新的計劃。將原本的流程自動化，可以有效減少航天飛行的地面操作成本。

三、空間站中的應用

空間站在航天領域占據重要的作用，而人工智能在空間中也有一定的應用。在早期預測空間站的使用壽命的時候，就采用了大量的人工智能技術。同時，通過專家系統和艙載系統提高連續監控，減少人力需求，再采用專家系統管理艙載資源和操作人員的時間。空間站上運用專家系統，對科研需求來說更加可靠、有效。

空間站如果要長期使用，就需要采用自動化和機器人技術，這些都是人工智能為基礎的衍生。為了減輕空間站搭載科學家的負荷，提高工作效率，就可以采用專家系統來支援空間站的方案。專家系統采用綜合監視分系統、電子元件等等組成，如果發生故障，就由分系統發出指令，專家系統進行會診。

四、人工智能在導彈中的應用

人工智能可以應用在導彈的制作和控制上。導彈武器的智能化也是很多國家都重視的研究技術。借助人工智能的目標識別技術和智能跟蹤技術，導彈達到智能尋找目標和跟蹤，并且選擇有效攻擊點。

人工智能也可以對導彈進行火力控制。人工智能系統有高級軍事指揮家的知識和經驗，采用智能處理機和智能控制的方式，進行推理和判斷，從而決策。導彈通過專家系統來改善空軍作戰武器維護測試的手段。采用人工智能開發一種自動的靈敏武器系統作為自動測試設備的補充。這是目前最快、最有效的自動測試方式，并且始終如一。

人工智能在導彈中起到了檢測的作用、維修的專家系統。在系統出現故障或者不工作的時候，可以采用這些作為補充系統。故障排查和測試的專家系統將和控臺連接使用，以便進行實時處理。這些都是軍事專家系統，當下美國已經研發出了一些軍事專家系統，比如PA系統，就是一個戰斗機機載專家系統，IAAS系統是智能空中攻擊系統。

結束語

隨著人工智能的發展，在航天領域的應用也越來越廣泛。航天領域在每個國家都占據重要的地位，我國航天工作對此方面的研究還有不足，還需要密切關注國際領域上人工智能應用的新動向，積極展開這一方向的研究。

參考文獻：

[1] 時圣革，常文兵，李祥臣，故障診斷專家系統及發展趨勢[J].機械工程師，2006年11期.

[2] A.L.圖斯亞特，方順水，專家系統在航天器中的應用[J].導彈與航天運載技術，1989年12期.

[3] 王蘭，劉獻禮，陳濤，王義文，楊友華，于繼龍，宋學全，馬英莉，劉秀英，專家系統在復雜刀具真空熱處理技術中的應用研究[J].機械工程師，2008年09期.