[發明專利]一種基于相關矩陣的衛星角速率測量敏感器可診斷性確定方法

有效

• 申請號: 201210211485.X
• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN102735875A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 王大軼;王南華;劉成瑞;劉文靜;邢琰;何英姿;呂恩海
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G01P21/00
• 分類號: G01P21/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

技術領域

本發明屬航空航天領域，涉及一種基于相關矩陣的衛星角速率測量敏感器可診斷性確定方法。

背景技術

隨著科技發展，衛星已在國防軍事、通信、氣象等各個領域發揮著不可替代的作用。為了確保衛星在軌安全與運行質量，目前已在設計、生產、試驗過程中采取一系列保障措施，從而提高產品的固有可靠性，減少在軌發生故障的概率。但是，由于衛星是涉及多學科、多領域技術的大型復雜系統，又在惡劣復雜的空間環境中長期飛行，加之元器件、原材料和加工水平的限制，在軌飛行中不可避免地會發生這樣那樣的故障，使其健康狀況出現突然的或逐漸的惡化。因此，為了確保衛星在軌運行質量，還必須提高在軌故障診斷與處理能力，確保在故障發生后，及時檢測到故障，準確定位故障源，并采取有效措施使故障影響降至最低，這是從系統層面克服產品固有可靠性不足，提高衛星運行可靠性和延長壽命的有效手段。

然而，要實現對衛星故障的診斷與處理，首先衛星的各個部件必須是可診斷的。可診斷性是指提供辨識衛星在軌運行中故障與其產生原因之間有效相關關系的信息或知識的能力。目前，國內外衛星的可診斷性水平較低，表現為故障發生后不能及時診斷與處理，甚至導致衛星完全失效。例如，美國TER?RIERS衛星在進入太陽同步軌道后，未能成功地使太陽能帆板面向太陽，由于衛星的可診斷性設計不足，導致下行數據中包含的故障信息有限，設計人員無法正確定位故障源，最終發射任務失敗。

角速率測量敏感器作為衛星控制系統姿態確定的核心部件，每一顆衛星都必須配備。角速率測量敏感器故障后如果不及時檢測和隔離，將會導致姿態丟失、能源耗盡等嚴重事故，因此，角速率測量敏感器的可診斷性設計是衛星控制系統研制的關鍵。然而，目前我國主要依靠設計人員的經驗分析角速率測量敏感器的故障處理能力，無法系統、定量地確定角速率測量敏感器的可診斷性，導致角速率測量敏感器的可診斷性設計較差，致使一些故障在軌發生后無法檢測和診斷。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術不足，提供一種角速率測量敏感器可診斷性確定方法，從而實現對角速率測量敏感器故障模式的可檢測性、可分離性進行判別，并對角速率測量敏感器的可診斷性進行度量。

本發明的技術解決方案是：一種基于相關矩陣的衛星角速率測量敏感器可診斷性確定方法，步驟如下：

(1)對衛星角速率測量敏感器進行功能模塊劃分。功能模塊劃分原則是將具有獨立接口、能夠完成一定功能的部分劃分為一個功能模塊。根據角速率測量敏感器的工作原理，建立上述各模塊的信號流圖，并在信號流圖中標明現有指定的測點；

(2)對角速率測量敏感器進行故障模式影響分析FMEA，確定角速率測量敏感器的故障模式、故障發生概率、故障嚴酷度以故障影響，并根據故障影響，將故障模式添加到信號流圖中；

(3)建立故障-測點相關矩陣，具體定義如下：