[发明专利]基于回归建模的地球敏感器故障诊断方法

说明书

本发明公开的基于回归建模的地球敏感器故障诊断方法，适用于航天工程技术领域。首先，采用回归分析的方法对地球敏感器热敏电阻温度与地球敏感器温度进行建模，获得表征两者关系的统计模型，通过计算建模误差值计算检测阈值，利用该统计模型对地球敏感器当前值进行预测，若预测值与实测值差值大于阈值，则表明敏感器故障发生。本发明公开的方法通过建立地球敏感器热敏电阻温度与地球敏感器温度间的关联关系模型，进行敏感器的故障诊断，能够检测地球敏感器的微小故障和早期故障。

技术领域

本发明属于地球敏感器故障诊断技术领域，涉及一种基于回归建模的地球敏感器故障诊断方法。

背景技术

卫星是一类极其重要的航天器，长期在恶劣的太空环境中运行。地球敏感器是很多卫星的必备姿态测量机构，直接关系到卫星的安全稳定运行，若发生故障将导致严重的后果。对地球敏感器进行故障诊断方面的研究是十分必要的。

当前对于地球敏感器故障的检测，大多从敏感器的单个测量变量出发，没有有效利用敏感器测量量间的关联关系。因此，不能很好的完成检测任务。本发明从地球敏感器的温度和其热敏电阻温度两个遥测变量为着眼点，采用回归分析的建模方法建立两者的关联性。从而完成对于地球敏感器微小故障和早期故障的检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于回归建模的地球敏感器故障诊断方法，解决了传统的故障诊断方法仅仅利用了地球敏感器单个遥测变量，通过限值检测来表明敏感器的工作状态，没有充分利用敏感器多遥测变量间的关联关系导致无法检测地球敏感器微小故障的问题。

本发明所采用的技术方案是，基于回归建模的地球敏感器故障诊断方法，具体按照如下步骤进行：

步骤1.采集一段时期内的地球敏感器温度遥测数据和热敏电阻温度遥测数据，按照采样时刻进行匹配，得到第i采样时刻的热敏电阻温度值y_i和地球敏感器温度值x_i，作为二维空间内的实数对(x_i,y_i)，i＝1,2,3,…,n；n为总采样时刻；

步骤2.建立回归模型y＝ax²+bx+c；

步骤3.计算在第i点处，回归模型建模误差e_i，结合步骤2的回归模型得到：

步骤4.计算最大建模误差g，如公式5所示：

则检测阈值为：

th＝r*g (6)

其中，r＞1为保险系数，选取r＝2；

步骤5.依据检测阈值对地球敏感器进行故障检测时，首先根据当前遥测时刻的地球敏感器温度值x₀代入步骤2建立的回归模型中，计算得到热敏电阻温度的预测值，即

步骤6.计算热敏电阻预测值与实际遥测值y的偏差e₀，即若|e₀|＜th，则地球敏感器无故障，若|e₀|＞th，则地球敏感器有故障。

本发明的其他特点还在于，

步骤2中建立回归模型的具体过程如下：

以地球敏感器温度为自变量x，以热敏电阻温度为因变量y，满足如公式1所示的统计模型：

y＝f(x)+ε (1)

其中，ε为建模误差，f(x)为建立的回归模型，如公式2所示：

f(x)＝ax²+bx+c (2)