衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)故障診斷方法研究.pdf

1、隨著航天技術(shù)的發(fā)展，航天器的結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，對(duì)故障診斷技術(shù)提出了更高的要求。開(kāi)展航天器故障診斷研究，對(duì)于提高航天器的可靠性、自主性和有效性具有重要意義。本文以衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解（Empirical Mode Decomposition, EMD）方法與自適應(yīng)觀測(cè)器方法，對(duì)衛(wèi)星故障診斷技術(shù)進(jìn)行了比較深入的研究。論文的研究工作主要包括：
　　首先介紹了國(guó)內(nèi)外航天器故障診斷技術(shù)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀，系統(tǒng)地分析了航天器

2、故障診斷方法，以及航天器故障診斷技術(shù)的發(fā)展方向。
　　介紹衛(wèi)星常用坐標(biāo)系以及姿態(tài)描述方法，闡述衛(wèi)星的姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)方程，介紹衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的測(cè)量機(jī)構(gòu)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并分析可能發(fā)生的故障類(lèi)型，給出故障模型，最后建立衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的閉環(huán)仿真模型，為衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)故障診斷方法研究奠定基礎(chǔ)。
　　研究 EMD方法在衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)慣性敏感器故障診斷中的應(yīng)用。本文采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法分析陀螺輸出信號(hào)，提取故障特征。利用能量熵對(duì)故

3、障特征進(jìn)行定量描述，實(shí)現(xiàn)陀螺故障診斷。仿真結(jié)果說(shuō)明該方法對(duì)陀螺故障具有較強(qiáng)的檢測(cè)能力。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合等價(jià)空間方法，提出了一種基于等價(jià)空間和經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的故障診斷算法，以降低故障診斷算法的計(jì)算量。
　　針對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)執(zhí)行器故障，提出了一種基于徑向基函數(shù)(Radial Basis Function, RBF）網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)故障診斷觀測(cè)器的故障估計(jì)方法，利用RBF網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)能力對(duì)執(zhí)行器故障進(jìn)行在線辨識(shí)，應(yīng)用李雅普諾夫穩(wěn)定性理論保證