[發明專利]一種靜止軌道電推進衛星故障檢測方法及位置保持方法有效
| 申請號： | 201811059085.5 | 申請日： | 2018-09-12 |
| 公開（公告）號： | CN109063380B | 公開（公告）日： | 2023-02-17 |
| 發明（設計）人： | 張景瑞;李林澄;李延艷;趙書閣 | 申請（專利權）人： | 北京理工大學 |
| 主分類號： | G06F18/2433 | 分類號： | G06F18/2433;G06F17/11 |
| 代理公司： | 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639 | 代理人： | 毛燕 |
| 地址： | 100081 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 靜止 軌道 推進 衛星 故障 檢測 方法 位置 保持 | ||
1.一種靜止軌道電推進衛星故障檢測方法，其特征在于：包括如下步驟，
步驟一：通過Lagrange行星運動方程建立靜止軌道衛星受環境攝動下的瞬時軌道運動模型，所述的環境攝動包括地球非球形攝動RENP、日月引力攝動RLSP、太陽光壓攝動RSRP；
步驟二：在步驟一建立的靜止軌道衛星受環境攝動下的瞬時軌道運動模型基礎上，通過平均法計算三種環境攝動引起的平均軌道要素和短周期項，建立靜止軌道衛星受環境攝動下的平均軌道運動模型；
步驟三：通過Gauss攝動方程和推力器布局建立靜止軌道衛星受控制力作用下的軌道運動模型，并將模型線性化；
步驟四：基于步驟二建立的靜止軌道衛星受環境攝動下的平均軌道運動模型和步驟三建立的靜止軌道衛星受控制力作用下的軌道運動模型，推導靜止軌道衛星受所有力作用下的軌道運動模型；靜止軌道衛星受所有力作用下的軌道運動模型如公式(25)所示；
其中，B(σ)是關于σ的線性函數矩陣，w和v分別表示表示系統噪聲和量測噪聲；
步驟五：設計故障檢測器，并驗證所設計故障檢測器的收斂性；
步驟五具體實現方法如下，
步驟5.1：設計故障檢測器，通過故障檢測器跟蹤推力器故障引起的推力變化；
當推力器處于故障狀態時，實際輸出推力由已知變為未知；離散并反解如公式(25)所示的狀態方程獲得實際推力u與狀態量的映射關系，其中屬于超前狀態信息；
引入輔助變量ξ用于觀測故障狀態下的實際推力u；
引入線性觀測器用于描述估計推力的遞推關系；
設計系數矩陣Γ和Ψ實現估計推力對實際推力u的有效跟蹤，設計的參數如下：
將公式(27)和公式(28)帶入公式(26)，獲得輔助變量ξ的遞推表達式，如公式(30)所示；
當且僅當Γ＝ΨB-1，輔助變量ξ的遞推只取決于前一時刻的軌道信息，不需要對未來軌道信息進行預測，如公式(31)所示；
公式(27)和公式(31)共同組成所設計故障檢測器的動力學方程，通過故障檢測器跟蹤推力器故障引起的推力變化；
步驟5.2：驗證所設計故障檢測器的收斂性；
定義如公式(32)所示的推力估計誤差：
將公式(27)和公式(31)帶入公式(32)：
在公式(33)右端增加uε構造eε，獲得推力估計誤差的遞推表達式：
當ε趨于無窮時，eε趨于零；因此，推力估計誤差是漸進穩定的，且最終收斂于零；當Ψ＜I，即γ1＜1,γ2＜1,γ3＜1時，所設計的故障檢測器具有良好的局部性能，即驗證所設計的故障檢測器使推力估計誤差漸進穩定，且最終收斂于零。
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