[发明专利]一种基于多源信息的异构陀螺故障定位及处理方法

说明书

本发明涉及一种基于多源信息的异构陀螺故障定位及处理方法，属于航天器控制领域。步骤包括：(1)陀螺单机硬件测量故障判断；(2)陀螺加电故障及自主关闭处理；(3)陀螺单机软件级数据信息判断及系统级等效检测；(4)陀螺故障切换处理。本发明所涉及的陀螺组件重构组合处理方法，按照一致性、完备性原则完善判别逻辑，提高了不同种类、构型、数目陀螺的冗余组合使用效能。

技术领域

本发明涉及一种基于多源信息的异构陀螺故障定位及处理方法，属于航天器控制领域。

背景技术

某卫星配置一套4S半球谐振陀螺和一套3+1S二浮陀螺，二浮陀螺和半球谐振陀螺互为备份，作为控制系统惯性姿态敏感器使用，在轨发生陀螺故障情况或地面选用更改时可切换所使用陀螺。

针对两套陀螺构型异构配置，国内外现有技术通常同一时刻只选用其中一套陀螺的测量引入闭环参与三轴姿态控制，并且在每套陀螺的故障诊断处理中将单机硬件级状态信息、单机软件级数据信息、重要参数状态等单独处理，使每套异构陀螺的冗余平衡诊断能力相互独立。这些设计具有逻辑简单明了、执行清晰的特点，但大大限制了陀螺的冗余信息利用率，不能充分发挥两套陀螺构型异构配置的可靠性优势。本发明针对两套陀螺构型异构配置下的故障检测、诊断和重构问题，提出一种基于多源信息的异构陀螺故障定位及处理方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种基于多源信息的异构陀螺故障定位及处理方法，分别融合单机硬件级加电信息和测量信息、单机软件级数据信息、以及系统级等效检测方法来对两套异构陀螺进行故障检测和定位，解决了异构陀螺组件组合使用中的冗余设计、故障诊断定位及处理问题。

本发明解决技术的方案是：

一种基于多源信息的异构陀螺故障定位及处理方法，可以同时处理两套异构陀螺，即A套陀螺和B套陀螺，步骤包括：

(1)陀螺单机硬件测量故障判断

陀螺加电满足给定时间阈值后，四个通道分别进行硬件测量故障判断，如采集的陀螺单机级硬件测量信息持续时间超出给定时间阈值，则该通道陀螺故障，需自主关闭该通道陀螺，进入步骤(2)；

(2)陀螺加电故障及自主关闭处理

当A套陀螺3个加电且无顶替则先顶替未加电陀螺，然后判断当班陀螺和B套陀螺的工作状态，如果A套陀螺当班且B套陀螺4个加电且平衡方程未报警且B套陀螺无顶替，则切换至B套陀螺当班；

当A套陀螺3个加电且顶替陀螺不是未加电陀螺，或者A套陀螺加电数＜3个，这两个条件中任意一个时，进入步骤(4)；

(3)陀螺单机软件级数据信息判断及系统级等效检测

当A套陀螺为4头上电且无顶替且陀螺加电满足给定时间阈值时，进行如下判断：

当A套陀螺各通道输出数据常零持续时间超过阈值时，诊断为常零故障，设置A套陀螺常零故障报警和A套陀螺数据异常报警，进入步骤(4)；

若A套陀螺输出数据的平衡方程残差超出阈值持续一定时间，则设置A套陀螺平衡方程故障报警和A套陀螺数据异常报警，并通过两套陀螺的测量比对算法，定位故障陀螺，星上自主置顶替标志；

(4)陀螺故障切换处理

如果A套陀螺当班，则进行如下处理：

如果B套陀螺加电数≥3：当B套陀螺未发生平衡方程故障报警或B套陀螺顶替未加电陀螺时，星上自主设置B套陀螺当班；否则星上自主执行无陀螺处理；

如果B套陀螺加电数3：如果如果B套陀螺健康数≥3且距离上次加电时间超过阈值，则设置B套陀螺当班，开启B套陀螺，等待B套陀螺加电稳定；否则星上自主执行无陀螺处理。