[發(fā)明專利]考慮航天器控制系統(tǒng)非完全失效故障的可診斷性量化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710790818.1
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107544460B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設計）人: 李文博;王大軼;劉成瑞;劉文靜;何英姿;邢琰;符方舟
• 申請（專利權(quán)）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

1.一種考慮航天器控制系統(tǒng)非完全失效故障的可診斷性量化方法，其特征在于，包括：

根據(jù)航天器控制系統(tǒng)的離散狀態(tài)空間模型，得到非完全失效故障的等價空間模型；其中，非完全失效故障的等價空間模型為：表示航天器控制系統(tǒng)的動態(tài)行為，N_HF_uu_s表示故障向量，N_HEe_s表示干擾向量；

對所述航天器控制系統(tǒng)的離散狀態(tài)空間模型進行分析，得到航天器控制系統(tǒng)可檢測性判斷準則和可隔離性判斷準則；

根據(jù)所述航天器控制系統(tǒng)可檢測性判斷準則和可隔離性判斷準則，利用多元概率密度和巴氏距離，得到公式(1)和公式(2)；其中，航天器控制系統(tǒng)可檢測性的量化指標由公式(1)給出，航天器控制系統(tǒng)可隔離性的量化指標由公式(2)給出；

其中，F(xiàn)D_θ(f_i)表示故障f_i的可檢測性的量化指標；FI_θ(f_i,f_j)表示故障f_i與故障f_j之間的可隔離性的量化指標；N_H表示矩陣H零空間的左正交基，N_HH＝0；θ_i表示第i個輸入在時間序列θ下產(chǎn)生的故障的具體形式；θ₀為公式(2)的最小二乘解；表示輸入在矩陣中的對應位置；

根據(jù)得到的公式(1)和公式(2)，得到航天器控制系統(tǒng)故障可診斷性量化結(jié)果；其中，當FD_θ(f_i)為0時，確定航天器控制系統(tǒng)故障不可被檢測且不可被隔離；當FD_θ(f_i)不為0時，判斷FI_θ(f_i,f_j)是否為0，若FI_θ(f_i,f_j)為0，則確定航天器控制系統(tǒng)故障可被檢測但不可被隔離；若FI_θ(f_i,f_j)不為0，則確定航天器控制系統(tǒng)故障可被檢測且可被隔離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮航天器控制系統(tǒng)非完全失效故障的可診斷性量化方法，其特征在于，所述根據(jù)航天器控制系統(tǒng)的離散狀態(tài)空間模型，得到非完全失效故障的等價空間模型，包括：

確定航天器控制系統(tǒng)的離散狀態(tài)空間模型：

其中，x(k)∈Rⁿ、u(k)∈R^m和y(k)∈R^q分別表示航天器控制系統(tǒng)狀態(tài)向量、輸入向量和輸出向量；w(k)∈R^l和v(k)∈R^t表示系統(tǒng)的干擾因素；Rⁿ、R^m、R^q、R^l和R^t分別表示在實數(shù)域內(nèi)的n維、m維、q維、l維和t維列向量，n、m、q、l和t為正整數(shù)；k為采樣時間點；A、B_u、B_w、C、D_u和D_v為相應維數(shù)的系統(tǒng)矩陣；為非完全失效故障的效能系數(shù)矩陣，ε_i∈[0,1]，i＝1,…,m為效能系數(shù)；

對所述航天器控制系統(tǒng)的離散狀態(tài)空間模型的可診斷性進行量化，按時間序列對所述公式(3)進行迭代，取窗口長度為s，得到非完全失效故障的等價空間模型

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的考慮航天器控制系統(tǒng)非完全失效故障的可診斷性量化方法，其特征在于，z_s、u_s、e_s、F_u、E和H的表示形式如下：

N_H表示矩陣H零空間的左正交基，即N_HH＝0；I表示單位矩陣。