Reaction Wheels Fault Isolation Onboard 3-Axis Controlled Satel-lite using Enhanced Random Forest with Multidomain Features
Notice bibliographique
Résumé
As the number of satellite launches increases each year, it is only natural that an interest in the safety and monitoring of these systems would increase as well. However, as a system becomes more complex, generating a high-fidelity model that accurately describes the system becomes complicated. Therefore, imploring a data-driven method can provide to be more beneficial for such applications. This research proposes a novel approach for data-driven machine learning techniques on the detection and isolation of nonlinear systems, with a case-study for an in-orbit closed loop-controlled satellite with reaction wheels as actuators. High-fidelity models of the 3-axis controlled satellite are employed to generate data for both nominal and faulty conditions of the reaction wheels. The generated simulation data is used as input for the isolation method, after which the data is pre-processed through feature extraction from a temporal, statistical, and spectral domain. The pre-processed features are then fed into various machine learning classifiers. Isolation results are validated with cross-validation, and model parameters are tuned using hyperparameter optimization. To validate the robustness of the proposed method, it is tested on three characterized datasets and three reaction wheel configurations, including standard four-wheel, three-orthogonal, and pyramid. The results prove superior performance isolation accuracy for the system under study compared to previous studies using alternative methods (Rahimi & Saadat, 2019, 2020).
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».