[發明專利]一種基于多源信息的異構陀螺故障定位及處理方法

有效

• 申請號: 202111179532.2
• 申請日: 2021-10-09
• 公開（公告）號: CN114035422B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 劉瀟翔;石恒;王淑一;寧之成;郭建新;王碩;何剛;周中澤
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G05B9/03
• 分類號: G05B9/03
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 張沫

本發明涉及一種基于多源信息的異構陀螺故障定位及處理方法，屬于航天器控制領域。步驟包括：(1)陀螺單機硬件測量故障判斷；(2)陀螺加電故障及自主關閉處理；(3)陀螺單機軟件級數據信息判斷及系統級等效檢測；(4)陀螺故障切換處理。本發明所涉及的陀螺組件重構組合處理方法，按照一致性、完備性原則完善判別邏輯，提高了不同種類、構型、數目陀螺的冗余組合使用效能。

技術領域

本發明涉及一種基于多源信息的異構陀螺故障定位及處理方法，屬于航天器控制領域。

背景技術

某衛星配置一套4S半球諧振陀螺和一套3+1S二浮陀螺，二浮陀螺和半球諧振陀螺互為備份，作為控制系統慣性姿態敏感器使用，在軌發生陀螺故障情況或地面選用更改時可切換所使用陀螺。

針對兩套陀螺構型異構配置，國內外現有技術通常同一時刻只選用其中一套陀螺的測量引入閉環參與三軸姿態控制，并且在每套陀螺的故障診斷處理中將單機硬件級狀態信息、單機軟件級數據信息、重要參數狀態等單獨處理，使每套異構陀螺的冗余平衡診斷能力相互獨立。這些設計具有邏輯簡單明了、執行清晰的特點，但大大限制了陀螺的冗余信息利用率，不能充分發揮兩套陀螺構型異構配置的可靠性優勢。本發明針對兩套陀螺構型異構配置下的故障檢測、診斷和重構問題，提出一種基于多源信息的異構陀螺故障定位及處理方法。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出一種基于多源信息的異構陀螺故障定位及處理方法，分別融合單機硬件級加電信息和測量信息、單機軟件級數據信息、以及系統級等效檢測方法來對兩套異構陀螺進行故障檢測和定位，解決了異構陀螺組件組合使用中的冗余設計、故障診斷定位及處理問題。

本發明解決技術的方案是：

一種基于多源信息的異構陀螺故障定位及處理方法，可以同時處理兩套異構陀螺，即A套陀螺和B套陀螺，步驟包括：

(1)陀螺單機硬件測量故障判斷

陀螺加電滿足給定時間閾值后，四個通道分別進行硬件測量故障判斷，如采集的陀螺單機級硬件測量信息持續時間超出給定時間閾值，則該通道陀螺故障，需自主關閉該通道陀螺，進入步驟(2)；

(2)陀螺加電故障及自主關閉處理

當A套陀螺3個加電且無頂替則先頂替未加電陀螺，然后判斷當班陀螺和B套陀螺的工作狀態，如果A套陀螺當班且B套陀螺4個加電且平衡方程未報警且B套陀螺無頂替，則切換至B套陀螺當班；

當A套陀螺3個加電且頂替陀螺不是未加電陀螺，或者A套陀螺加電數＜3個，這兩個條件中任意一個時，進入步驟(4)；

(3)陀螺單機軟件級數據信息判斷及系統級等效檢測

當A套陀螺為4頭上電且無頂替且陀螺加電滿足給定時間閾值時，進行如下判斷：

當A套陀螺各通道輸出數據常零持續時間超過閾值時，診斷為常零故障，設置A套陀螺常零故障報警和A套陀螺數據異常報警，進入步驟(4)；

若A套陀螺輸出數據的平衡方程殘差超出閾值持續一定時間，則設置A套陀螺平衡方程故障報警和A套陀螺數據異常報警，并通過兩套陀螺的測量比對算法，定位故障陀螺，星上自主置頂替標志；

(4)陀螺故障切換處理

如果A套陀螺當班，則進行如下處理：

如果B套陀螺加電數≥3：當B套陀螺未發生平衡方程故障報警或B套陀螺頂替未加電陀螺時，星上自主設置B套陀螺當班；否則星上自主執行無陀螺處理；

如果B套陀螺加電數3：如果如果B套陀螺健康數≥3且距離上次加電時間超過閾值，則設置B套陀螺當班，開啟B套陀螺，等待B套陀螺加電穩定；否則星上自主執行無陀螺處理。