專利名稱：一種基于相關(guān)矩陣的衛(wèi)星角速率測量敏感器可診斷性確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬航空航天領(lǐng)域，涉及ー種基于相關(guān)矩陣的衛(wèi)星角速率測量敏感器可診斷性確定方法。
背景技術(shù)：
隨著科技發(fā)展，衛(wèi)星已在國防軍事、通信、氣象等各個領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。為了確保衛(wèi)星在軌安全與運(yùn)行質(zhì)量，目前已在設(shè)計、生產(chǎn)、試驗(yàn)過程中采取一系列保障措施，從而提高產(chǎn)品的固有可靠性，減少在軌發(fā)生故障的概率。但是，由于衛(wèi)星是涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域技術(shù)的大型復(fù)雜系統(tǒng)，又在惡劣復(fù)雜的空間環(huán)境中長期飛行，加之元器件、原材 料和加工水平的限制，在軌飛行中不可避免地會發(fā)生這樣那樣的故障，使其健康狀況出現(xiàn)突然的或逐漸的惡化。因此，為了確保衛(wèi)星在軌運(yùn)行質(zhì)量，還必須提高在軌故障診斷與處理能力，確保在故障發(fā)生后，及時檢測到故障，準(zhǔn)確定位故障源，并采取有效措施使故障影響降至最低，這是從系統(tǒng)層面克服產(chǎn)品固有可靠性不足，提高衛(wèi)星運(yùn)行可靠性和延長壽命的有效手段。然而，要實(shí)現(xiàn)對衛(wèi)星故障的診斷與處理，首先衛(wèi)星的各個部件必須是可診斷的?？稍\斷性是指提供辨識衛(wèi)星在軌運(yùn)行中故障與其產(chǎn)生原因之間有效相關(guān)關(guān)系的信息或知識的能力。目前，國內(nèi)外衛(wèi)星的可診斷性水平較低，表現(xiàn)為故障發(fā)生后不能及時診斷與處理，甚至導(dǎo)致衛(wèi)星完全失效。例如，美國TER RIERS衛(wèi)星在進(jìn)入太陽同步軌道后，未能成功地使太陽能帆板面向太陽，由于衛(wèi)星的可診斷性設(shè)計不足，導(dǎo)致下行數(shù)據(jù)中包含的故障信息有限，設(shè)計人員無法正確定位故障源，最終發(fā)射任務(wù)失敗。角速率測量敏感器作為衛(wèi)星控制系統(tǒng)姿態(tài)確定的核心部件，每ー顆衛(wèi)星都必須配備。角速率測量敏感器故障后如果不及時檢測和隔離，將會導(dǎo)致姿態(tài)丟失、能源耗盡等嚴(yán)重事故，因此，角速率測量敏感器的可診斷性設(shè)計是衛(wèi)星控制系統(tǒng)研制的關(guān)鍵。然而，目前我國主要依靠設(shè)計人員的經(jīng)驗(yàn)分析角速率測量敏感器的故障處理能力，無法系統(tǒng)、定量地確定角速率測量敏感器的可診斷性，導(dǎo)致角速率測量敏感器的可診斷性設(shè)計較差，致使ー些故障在軌發(fā)生后無法檢測和診斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種角速率測量敏感器可診斷性確定方法，從而實(shí)現(xiàn)對角速率測量敏感器故障模式的可檢測性、可分離性進(jìn)行判別，并對角速率測量敏感器的可診斷性進(jìn)行度量。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種基于相關(guān)矩陣的衛(wèi)星角速率測量敏感器可診斷性確定方法，步驟如下(I)對衛(wèi)星角速率測量敏感器進(jìn)行功能模塊劃分。功能模塊劃分原則是將具有獨(dú)立接ロ、能夠完成一定功能的部分劃分為一個功能模塊。根據(jù)角速率測量敏感器的工作原理，建立上述各模塊的信號流圖，并在信號流圖中標(biāo)明現(xiàn)有指定的測點(diǎn)；(2)對角速率測量敏感器進(jìn)行故障模式影響分析FMEA，確定角速率測量敏感器的故障模式、故障發(fā)生概率、故障嚴(yán)酷度以故障影響，井根據(jù)故障影響，將故障模式添加到信號流圖中；(3)建立故障-測點(diǎn)相關(guān)矩陣，具體定義如下
權(quán)利要求
1.一種基于相關(guān)矩陣的衛(wèi)星角速率測量敏感器可診斷性確定方法，其特征在于步驟如下 (1)對角速率測量敏感器進(jìn)行功能模塊劃分。功能模塊劃分原則是將具有獨(dú)立接口、能夠完成一定功能的部分劃分為一個功能模塊。根據(jù)角速率測量敏感器的工作原理，建立上述各模塊的信號流圖，并在信號流圖中標(biāo)明現(xiàn)有指定的測點(diǎn)； (2)對角速率測量敏感器進(jìn)行故障模式影響分析FMEA，確定角速率測量敏感器的故障模式、故障發(fā)生概率、故障嚴(yán)酷度以及故障影響，并根據(jù)故障影響，將故障模式添加到信號流圖中； (3)建立故障-測點(diǎn)相關(guān)矩陣，具體定義如下
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于相關(guān)矩陣的衛(wèi)星角速率測量敏感器可診斷性確定方法，其特征在于所述加權(quán)系數(shù)Wi的選取原則為嚴(yán)酷度高、發(fā)生概率大的故障模式的^取值大，根據(jù)航天領(lǐng)域?qū)撬俾蕼y量敏感器嚴(yán)酷度和故障發(fā)生概率的分級方法，Wi根據(jù)下表取值
全文摘要
一種基于相關(guān)矩陣的衛(wèi)星角速率測量敏感器可診斷性確定方法，(1)對角速率測量敏感器進(jìn)行功能模塊劃分，建立各模塊的信號流圖，并在信號流圖中標(biāo)明現(xiàn)有指定的測點(diǎn)；(2)對角速率測量敏感器進(jìn)行故障模式影響分析FMEA，確定角速率測量敏感器的故障模式、故障發(fā)生概率、故障嚴(yán)酷度以及故障影響，并根據(jù)故障影響，將故障模式添加到信號流圖中；(3)建立故障-測點(diǎn)相關(guān)矩陣，(4)為故障-測點(diǎn)矩陣賦值；(5)根據(jù)步驟(4)建立的故障-測點(diǎn)相關(guān)矩陣D，對角速率測量敏感器進(jìn)行故障可檢測性分析；(6)根據(jù)步驟(4)建立的故障-測點(diǎn)相關(guān)矩陣D，對角速率測量敏感器進(jìn)行故障可分離性分析；(7)確定角速率測量敏感器的可診斷性，可診斷性采用故障檢測率RD和故障分離率RI進(jìn)行度量。
文檔編號G01P21/00GK102735875SQ20121021148
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者何英姿, 劉成瑞, 劉文靜, 呂恩海, 王南華, 王大軼, 邢琰 申請人:北京控制工程研究所