[發明專利]一種異構陀螺組合互診方法

有效

• 申請號: 201710551073.3
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107356264B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 楊盛慶;杜耀珂;王文妍;汪禮成;崔佳
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 朱成之

一種異構陀螺組合互診方法，當作為主份的光纖陀螺組合發生故障時，采用備份的無故障的半球諧振陀螺組合通過代數消元法來診斷主份的光纖陀螺組合中發生故障的陀螺，確認了故障陀螺后，半球諧振陀螺組合變為主份，光纖陀螺組合變為備份，當作為主份的半球諧振陀螺組合發生故障時，采用備份的無故障的光纖陀螺組合來診斷主份的半球諧振陀螺組合中發生故障的陀螺，確認了故障陀螺后，光纖陀螺組合變為主份，半球諧振陀螺組合變為備份。本發明基于代數消元方法建立了光纖陀螺組合和半球諧振陀螺組合之間的互診關系，提高了衛星自主故障診斷的能力。

技術領域

本發明涉及航天器姿態動力學技術領域，尤其涉及一種復雜安裝關系的異構陀螺組合互診方法。

背景技術

出于對安全性的考慮，衛星上常常安裝有多組陀螺組合。由于陀螺組合工作較為穩定，一般采用一組工作，另一組冷備份。陀螺組合之間的互相診斷是在主份陀螺組合出現異常時定位故障陀螺的一種重要手段。現有技術中，主備份陀螺組合通常采用與星體安裝關系一致的設計，即相同的安裝極性。此類方法的優點是陀螺組合之間的互診關系簡單，缺點是對陀螺組合的安裝極性有較高的要求。隨著衛星整體設計的復雜化，異構陀螺組合在衛星設計上的應用越來越普遍。異構陀螺組合之間互相診斷的解析關系是其中一項重要的研究內容，特別是對星體上具體不同安裝極性的陀螺組合。一般陀螺組合采用3正交1斜裝的配置，不同的陀螺組合在星體上的安裝極性不同，在進行異構陀螺組合互診時需要將陀螺測量值轉換為星體慣性角速度。星體慣性角速度與陀螺組合測量值之間的轉換關系為一對多形式，即無法使用簡單的矩陣求逆完成不同陀螺組合之間的互診關系。

發明內容

本發明提供一種異構陀螺組合互診方法，基于代數消元方法建立了光纖陀螺組合和半球諧振陀螺組合之間的互診關系，提高了衛星自主故障診斷的能力。

為了達到上述目的，本發明提供一種異構陀螺組合互診方法，包含以下步驟：

明確光纖陀螺組合和半球諧振陀螺組合在星體上的安裝極性，分別給出光纖陀螺組合的測量值與星體慣性角速度的解析關系和半球諧振陀螺組合的測量值與星體慣性角速度的解析關系；

當作為主份的光纖陀螺組合發生故障時，采用備份的無故障的半球諧振陀螺組合通過代數消元法來診斷主份的光纖陀螺組合中發生故障的陀螺，確認了故障陀螺后，半球諧振陀螺組合變為主份，光纖陀螺組合變為備份；

當作為主份的半球諧振陀螺組合發生故障時，采用備份的無故障的光纖陀螺組合來診斷主份的半球諧振陀螺組合中發生故障的陀螺，確認了故障陀螺后，光纖陀螺組合變為主份，半球諧振陀螺組合變為備份。

所述的采用備份的無故障的半球諧振陀螺組合來診斷主份的光纖陀螺組合中發生故障的陀螺的方法包含以下步驟：

選取備份的半球諧振陀螺組合中的三個陀螺作為基準，通過代數消元法對半球諧振陀螺組合的測量值與星體慣性角速度的解析關系進行解算，得到星體慣性角速度與半球諧振陀螺組合中的基準陀螺測量值的解析關系式，根據星體慣性角速度與主份的光纖陀螺組合測量值的解析關系式，解算由備份的半球諧振陀螺組合中的基準陀螺測量值表示的主份光纖陀螺組合的理論值，將光纖陀螺組合的實際測量值和解算得到的理論值進行比較，定位光纖陀螺組合中發生故障的陀螺。

所述的由備份的半球諧振陀螺組合中的基準陀螺測量值表示的主份光纖陀螺組合的理論值為：

所述的采用備份的無故障的光纖陀螺組合來診斷主份的半球諧振陀螺組合中發生故障的陀螺的方法包含以下步驟：