[发明专利]一种异构陀螺组合互诊方法

说明书

一种异构陀螺组合互诊方法，当作为主份的光纤陀螺组合发生故障时，采用备份的无故障的半球谐振陀螺组合通过代数消元法来诊断主份的光纤陀螺组合中发生故障的陀螺，确认了故障陀螺后，半球谐振陀螺组合变为主份，光纤陀螺组合变为备份，当作为主份的半球谐振陀螺组合发生故障时，采用备份的无故障的光纤陀螺组合来诊断主份的半球谐振陀螺组合中发生故障的陀螺，确认了故障陀螺后，光纤陀螺组合变为主份，半球谐振陀螺组合变为备份。本发明基于代数消元方法建立了光纤陀螺组合和半球谐振陀螺组合之间的互诊关系，提高了卫星自主故障诊断的能力。

技术领域

本发明涉及航天器姿态动力学技术领域，尤其涉及一种复杂安装关系的异构陀螺组合互诊方法。

背景技术

出于对安全性的考虑，卫星上常常安装有多组陀螺组合。由于陀螺组合工作较为稳定，一般采用一组工作，另一组冷备份。陀螺组合之间的互相诊断是在主份陀螺组合出现异常时定位故障陀螺的一种重要手段。现有技术中，主备份陀螺组合通常采用与星体安装关系一致的设计，即相同的安装极性。此类方法的优点是陀螺组合之间的互诊关系简单，缺点是对陀螺组合的安装极性有较高的要求。随着卫星整体设计的复杂化，异构陀螺组合在卫星设计上的应用越来越普遍。异构陀螺组合之间互相诊断的解析关系是其中一项重要的研究内容，特别是对星体上具体不同安装极性的陀螺组合。一般陀螺组合采用3正交1斜装的配置，不同的陀螺组合在星体上的安装极性不同，在进行异构陀螺组合互诊时需要将陀螺测量值转换为星体惯性角速度。星体惯性角速度与陀螺组合测量值之间的转换关系为一对多形式，即无法使用简单的矩阵求逆完成不同陀螺组合之间的互诊关系。

发明内容

本发明提供一种异构陀螺组合互诊方法，基于代数消元方法建立了光纤陀螺组合和半球谐振陀螺组合之间的互诊关系，提高了卫星自主故障诊断的能力。

为了达到上述目的，本发明提供一种异构陀螺组合互诊方法，包含以下步骤：

明确光纤陀螺组合和半球谐振陀螺组合在星体上的安装极性，分别给出光纤陀螺组合的测量值与星体惯性角速度的解析关系和半球谐振陀螺组合的测量值与星体惯性角速度的解析关系；

当作为主份的光纤陀螺组合发生故障时，采用备份的无故障的半球谐振陀螺组合通过代数消元法来诊断主份的光纤陀螺组合中发生故障的陀螺，确认了故障陀螺后，半球谐振陀螺组合变为主份，光纤陀螺组合变为备份；

当作为主份的半球谐振陀螺组合发生故障时，采用备份的无故障的光纤陀螺组合来诊断主份的半球谐振陀螺组合中发生故障的陀螺，确认了故障陀螺后，光纤陀螺组合变为主份，半球谐振陀螺组合变为备份。

所述的采用备份的无故障的半球谐振陀螺组合来诊断主份的光纤陀螺组合中发生故障的陀螺的方法包含以下步骤：

选取备份的半球谐振陀螺组合中的三个陀螺作为基准，通过代数消元法对半球谐振陀螺组合的测量值与星体惯性角速度的解析关系进行解算，得到星体惯性角速度与半球谐振陀螺组合中的基准陀螺测量值的解析关系式，根据星体惯性角速度与主份的光纤陀螺组合测量值的解析关系式，解算由备份的半球谐振陀螺组合中的基准陀螺测量值表示的主份光纤陀螺组合的理论值，将光纤陀螺组合的实际测量值和解算得到的理论值进行比较，定位光纤陀螺组合中发生故障的陀螺。

所述的由备份的半球谐振陀螺组合中的基准陀螺测量值表示的主份光纤陀螺组合的理论值为：

所述的采用备份的无故障的光纤陀螺组合来诊断主份的半球谐振陀螺组合中发生故障的陀螺的方法包含以下步骤：