[發明專利]一種基于索引的敏感器數據選用控制方法

有效

• 申請號: 201710618502.4
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107270941B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 李振松;杜建偉;索旭華;黨紀紅;周中澤;李光旭;柴志;王裙;劉新彥
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G05D1/08;G06F17/16
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

本發明一種基于索引的敏感器數據選用控制方法，步驟如下：(1)對同一類敏感器安裝的各個組件建立編號索引，結合敏感器測量數據，完成衛星定姿控制；(2)通過自診斷方式判斷出當前選用組件的健康狀態，組件編號索引對應的健康狀態將作為下一個控制周期確定選用組件構型及其編號索引集合的依據，進而完成下一個控制周期的定姿控制。本發明通過為每個敏感器組件設定索引，并形成一個選用敏感器組件的索引集合及其位選標志量，基于選用組件集合和設定的位選標志實現姿態確定及控制并完成異常判斷與處理，從而大大拓展了算法實現的靈活性和可擴展性。

技術領域

本發明是屬于航天嵌入式軟件設計領域，涉及一種基于索引的敏感器數據選用控制方法。

背景技術

航天器在軌一般要求具有高精度姿態確定能力以及高精度、高穩定度的姿態控制能力，而且往往需要硬件的冗余備份，以期實現航天器的長壽命和高可靠運行。為此，航天器上每一類組件(如敏感器)均安裝了多個，以實現故障情況下組件的診斷及替換，提高航天器在軌姿軌控能力和可靠性。

以某航天器的陀螺敏感器為例，陀螺組件以航天器的OZ軸為錐面中心，以54°44′08″為錐面半錐角的方式安裝了9個。在定姿過程中，可根據情況選用其中的任意3～9個進行定姿計算。在定姿計算前，都要根據所選用的陀螺確定安裝矩陣完成定姿過程。在陀螺的異常判斷過程中，任一個陀螺是否存在異常均采用其余選用陀螺合成的姿態結果來判斷，在這種設計策略下，在確定選用的N個陀螺(3<＝N<＝9)中任意M(3<＝M<N)個陀螺均需要組合進行姿態計算，以完成對陀螺異常判斷的覆蓋性和有效性。如果某個陀螺出現異常，則不再選用該陀螺。這種工況下所選用陀螺的個數及其構成的安裝陣隨時可能發生變化。針對這種敏感器數據源組合隨時變化的工況及其算法實現問題，以往單純采用引用標志的方式，確定敏感器數據源組合進而完成計算的設計策略，在組件異常判斷及組件選用組合發生變化的情況下，缺乏靈活性和擴展性，從軟件實現的角度，其算法實現的效率也不高。

發明內容

本發明解決的技術問題：針對敏感器數據源組合隨時變化的工況及其算法實現問題，提供一種基于索引的敏感器數據選用控制方法，通過為每個敏感器組件設定索引，并形成一個選用敏感器組件的索引集合及其位選標志量，基于選用組件集合和設定的位選標志實現姿態確定及控制并完成異常判斷與處理，從而大大拓展了算法實現的靈活性和可擴展性。

本發明的技術方案：一種基于索引的敏感器數據選用控制方法，步驟如下：

(1)對同一類敏感器安裝的各個組件建立編號索引，每個控制周期處理前確定所選用的組件數目及構型，建立所選用組件的編號索引集合；根據選用組件的索引集合確定選用構型下的敏感器安裝矩陣，結合敏感器測量數據，完成衛星定姿控制；

(2)利用所選用組件的構型及其編號索引集合，通過自診斷方式判斷出當前選用組件的健康狀態，組件編號索引對應的健康狀態將作為下一個控制周期確定選用組件構型及其編號索引集合的依據，進而完成下一個控制周期的定姿控制。

所述步驟(1)中的具體方法如下：

(11)對同一類敏感器安裝的所有組件進行編號0,1…,(MAX-1)，并獲取每一個組件在衛星本體上的1×3安裝矢量r_i，0≤i≤(MAX-1)，其中MAX為該類型敏感器組件安裝的數目；

(12)每個控制周期通過讀取敏感器組件的狀態或組件選用條件來確定當前選用的組件構型，形成一個組件選用的標志F；在標志F中選定MAX個bit位，每一個bit位代表一個組件的選用狀態；

(13)根據步驟(12)確定的組件構型F，建立所選用組件的編號索引集合gSelflg，在索引集合gSelflg中順序存儲了當前所有選用組件的編號索引，并記錄組件選用個數為gSelcnt(gSelcnt≥3)；