[发明专利]一种基于传递函数的卫星控制系统可诊断性确定方法

权利要求书

1.一种基于传递函数的卫星控制系统可诊断性确定方法，其特征在于步骤如下：

(1)根据卫星的动力学方程、运动学方程、控制器模型和故障影响，建立卫星控制系统的故障模型；

(2)根据步骤(1)的卫星控制系统故障模型，得到各故障到输出的传递函数；

(3)根据步骤(2)中各故障到输出的传递函数，通过判断传递函数是否为0得到各种故障的可检测性条件，通过判断不同故障对应传递函数是否线性相关得到各种故障的可分离性条件，将卫星控制系统相关参数代入可检测性和可分离性条件获得卫星控制系统故障可诊断性分析结果；

(4)利用可诊断性度量计算方法对步骤(3)得到的故障可诊断性分析结果进行计算，得到卫星控制系统故障模式的故障可检测度和可分离度以及系统故障可检测度和可分离度。

2.根据权利要求1所述的一种基于传递函数的卫星控制系统可诊断性确定方法，其特征在于：所述步骤(1)建立的卫星控制系统故障模型为：

其中： θ，ψ为欧拉角；

x_k为x的积分项；

u＝[u_x u_y u_z]^T；

敏感器故障

执行机构故障

I_x，I_y，I_z分别为刚体绕坐标轴Ox，Oy，Oz的转动惯量；

ω₀为卫星绕中心引力体旋转的轨道角速度；

u_x，u_y，u_z为卫星控制力矩沿主惯量轴的分量；

A_k＝0，C与B_k都是6阶单位矩阵，

K_p，x，K_p，y，K_p，z表示卫星控制系统三轴方向控制器的比例系数；

K_i，x，K_i，y，K_i，z表示卫星控制系统三轴方向控制器的积分系数；

K_d，x，K_d，y，K_d，z表示卫星控制系统三轴方向控制器的微分系数； 

为动量轮分配矩阵M_4×3的伪逆矩阵。

3.根据权利要求2所述的一种基于传递函数的卫星控制系统可诊断性确定方法，其特征在于：所述步骤(2)获得各故障到输出传递函数的方法为：

根据步骤(1)的卫星控制系统故障模型，得到的敏感器故障到输出的传递函数为：

其中， 表示敏感器故障f_s，i到输出的传递函数，f_s，i表示f_s的第i个故障，而F_s，i表示矩阵F_s的第i列，I表示单位矩阵，s为拉氏变换系数。

执行机构故障到输出的传递函数为：

其中， 表示执行机构故障f_a，j到输出的传递函数，f_a，j表示f_a的第j个故障，F_a，j表示矩阵F_a的第j列。