[发明专利]一种惯性平台稳定回路故障注入模拟方法

说明书

本发明提供了一种惯性平台稳定回路故障注入模拟方法，其采用传递函数方法对稳定回路陀螺仪卡死抖动故障、控制器中积分器的间断性断路故障、积分器饱和故障、积分器零位偏差故障、比例放大器故障、带通滤波器故障、直流电机故障、稳定平台卡死故障、稳定平台抖动故障、输入干扰共九大故障与一种干扰进行了注入式故障模拟，从而能够为测试系统提供各种故障下的惯性平台稳定回路俯仰输出信号，从而完成了惯性平台的测试等效与故障模拟功能，而采用真实系统往往难以得到上述故障，从而难以对测试系统进行较好的使用与验证。

技术领域

本发明涉及飞行器惯性导航与平台惯导测试等效与故障注入领域，具体而言，涉及一种惯性平台稳定回路故障注入模拟方法。

背景技术

作为一种测试技术，故障注入在硬件和软件系统可靠性评估领域做出了突出贡献，有助于可改善软件的可靠性和安全性。故障注入是试验者依照设定的故障模型，人工地生产故障，有意识的注入待测系统中，加快产生故障，同时观察系统的响应信息，通过分析系统的响应信息，验证和评价系统。

而为了保证飞行器任务的成功执行，需要在飞行器起飞前，验证平台惯性系统的可靠性，从而需要对惯性平台进行测试，而惯性平台的测试系统也十分复杂，在设计中考虑到了惯性平台的各种故障情况。但在惯性平台测试系统的操作与使用培训中发现，惯性平台出现故障的概率较小，难以起到培训教学的目的，因此针对惯性平台开发等效系统，并人为的注入故障，从而能够配合测试系统的使用，就具有非常重要的作用与意义。因为它一方面可以加速出现故障的频率与时间，同时又避免了对复杂昂贵的惯导平台系统进行多次真实测试而出现损耗甚至损坏。而针对惯性平台的故障注入，已有的技术都不够详实与细致，有些故障甚至没有进行建模实现，基于以上背景，本发明提出了一种对惯性平台的九种故障与一种干扰的人为的系统化的故障注入与系统分析方法，具有很高的工程实用价值。

需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种惯性平台稳定回路故障注入模拟方法，进而克服了由于相关技术的限制和缺陷而导致的部分故障注入功能不全或者不能实现以及实现品质不高的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种惯性平台稳定回路故障注入模拟方法，包括以下步骤：

步骤S10，设置平台俯仰角偏差信号初始值为0，叠加陀螺测量过程中的白噪声信号，得到陀螺仪的输入信号；然后采用二阶传递函数建立测角陀螺仪的模型，叠加得到平台俯仰角的陀螺无漂移信号，再采用一阶传递函数建立角度陀螺仪漂移模型，得到陀螺俯仰漂移速率信号；再进行积分得到陀螺俯仰漂移角信号，然后叠加平台俯仰角的陀螺无漂移信号，得到平台俯仰角的陀螺正常输出信号；再插入陀螺仪卡死抖动故障注入函数，模拟陀螺仪卡死故障，得到故障注入下的平台俯仰角陀螺测量信号。

步骤S20，根据所述的故障注入下的平台俯仰角陀螺测量信号，然后设置平台输入信号初始值为0，并与平台输入信号进行比较，得到平台俯仰误差信号；再采用带微分环节的二阶传递函数建立带通滤波器模型，得到俯仰误差带通滤波信号，并插入带通滤波器故障注入函数，模拟带通滤波器故障，得到故障注入下的俯仰误差带通信号；再采用传递函数模拟稳定回路的低通滤波器，得到俯仰低通滤波信号。

步骤S30，根据所述的俯仰低通滤波信号进行比例变换得到俯仰误差比例信号；然后插入比例放大器故障注入函数，模拟比例放大器的故障情况，得到故障注入下的俯仰误差比例信号；再采用积分器对俯仰低通滤波信号进行积分，得到俯仰误差积分信号；然后插入积分器间断性断路故障注入函数，模拟积分器的间断性断路故障，得到间断性断路故障下的俯仰误差积分信号；再插入积分器零位偏差故障注入函数，模拟积分器的零位偏差，得到积分零偏故障下的俯仰误差积分信号；最后插入积分器饱和故障注入函数，模拟积分器饱和故障，得到积分饱和故障下的俯仰误差积分信号；最后对多种故障注入下的俯仰误差积分信号与故障注入下的俯仰误差比例信号进行叠加得到俯仰综合控制信号。