衛(wèi)星姿態(tài)敏感器故障診斷技術(shù)研究.pdf

1、隨著科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展，航天事業(yè)作為國(guó)家實(shí)力的象征，越來(lái)越受到人們的關(guān)注。衛(wèi)星姿態(tài)系統(tǒng)作為衛(wèi)星至關(guān)重要的子系統(tǒng)，由于空間中特殊環(huán)境和因素，發(fā)生故障幾率很高。而且常常是很致命的，為了有效減少和杜絕安全隱患，保證衛(wèi)星在軌正常工作，提高航天器可靠性，本文研究了幾種合適的故障診斷方法。本文的研究工作具體體現(xiàn)在如下幾方面：
　　首先，經(jīng)過(guò)大量調(diào)研，介紹了故障診斷相關(guān)概念、方法及研究意義，分析了國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀。
　　其次，根據(jù)衛(wèi)星姿態(tài)

2、控制原理框圖搭建系統(tǒng)仿真模型，用以獲得故障診斷所需樣本數(shù)據(jù)。并分析關(guān)鍵部件的數(shù)學(xué)模型、故障的類(lèi)型特點(diǎn)以及難點(diǎn)所在。為下文要討論分析的故障診斷算法做鋪墊。
　　然后，針對(duì)單冗余度的陀螺敏感器，利用星敏輸出的姿態(tài)四元數(shù)，根據(jù)動(dòng)力學(xué)方程與陀螺角速度的映射關(guān)系，去獲得陀螺角速度估計(jì)值，然后采用卡爾曼濾波法，估計(jì)值與真實(shí)值對(duì)比獲得殘差，采取序貫概率比的方法，最后用似然比進(jìn)行故障判定，并對(duì)該方法加以改進(jìn)。由于項(xiàng)目需求，又根據(jù)陀螺敏感器含有多軸

3、測(cè)量角速度數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，選用了偏最小二乘法這種多變量統(tǒng)計(jì)方法。該方法偏重于輸入的解釋預(yù)測(cè)作用，可以較好地去除噪聲等干擾，所建PLS模型魯棒性強(qiáng)，既能降維又能克服共線性。通過(guò) SPE統(tǒng)計(jì)指標(biāo)對(duì)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并提出了基于權(quán)重的關(guān)聯(lián)故障檢測(cè)因數(shù)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種故障類(lèi)型組合的故障診斷與定位。
　　最后，針對(duì)小波時(shí)頻域較好的局部化特性的優(yōu)勢(shì)，能夠很好的檢測(cè)正常信號(hào)的突變情況，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的故障定位，本文將其應(yīng)用到了星敏的故障診斷上，無(wú)需進(jìn)行建模