[发明专利]一种基于解析冗余关系的卫星控制系统敏感器可诊断性确定方法

摘要

一种基于解析冗余关系的卫星控制系统敏感器可诊断性确定方法，步骤为第一步，根据同类敏感器的测量模型，生成解析冗余关系集合，构建解析冗余关系与部件故障的关联矩阵，根据可诊断性判据完成同类敏感器的可诊断性确定；第二步，若不可检测故障集合或不可分离故障集合不是空集，则根据运动学模型，建立不同类敏感器的混合模型，再根据第一步中的解析冗余关系生成方法、关联矩阵的构建方法和可诊断性判据完成不同类敏感器的可诊断性确定，对可诊断性确定结果进行更新；第三步，基于第二步获得的故障可诊断性确定结果，利用可诊断性度量指标计算方法，得到故障模式的故障可检测度和可分离度以及敏感器故障可检测率和可分离率。

主权项

一种基于解析冗余关系的卫星控制系统敏感器可诊断性确定方法，其特征在于步骤如下：第一步，根据同类敏感器的测量模型，生成解析冗余关系集合，构建解析冗余关系与部件故障的关联矩阵，根据可诊断性判据完成同类敏感器的可诊断性确定；所述同类敏感器模型为：Y＝HX其中，为敏感器输出，为未知量，为同类敏感器安装矩阵，ny为敏感器个数，nx为变量个数；所述可诊断性判据为：(1)在关联矩阵DARR中,若故障fj对应列的所有元素都为0，则称此故障为不可检测的，即UD＝{fj|di,j＝0,i＝1,2,…,nARR}其中，UD表示不可检测故障集合；(2)在关联矩阵DARR中,若故障fj对应列中至少有一个元素不为0，则称该故障为可检测的，即其中，ED表示可检测故障集合；(3)对于故障集合F＝{f1,f2,…,fk}，若任意两个故障所在列的所有元素完全相同，则称故障集合F中所有故障不具有可分离性，即其中，表示逻辑异或运算，UI表示不可分离故障集合；(4)对于p个敏感器部件，若得到的解析冗余关系个数为q，则使所有部件故障具有可分离性的必要条件是：第二步，若第一步中不可检测故障集合或不可分离故障集合不是空集，则根据运动学模型，建立不同类敏感器的混合模型，再根据第一步中的解析冗余关系生成方法、关联矩阵的构建方法和可诊断性判据完成不同类敏感器的可诊断性确定，对可诊断性确定结果进行更新；所述更新过程为：可检测故障集合更新：当前获得的可检测故障集合与上一步骤得到的可检测故障集合进行合并得到可检测故障集合；不可检测故障集合更新：将当前获得的可检测故障集合从上一步骤得到的不可检测故障集合移除后得到不可检测故障集合；可分离故障集合更新：当前获得的可分离故障集合与上一步骤得到的可分离故障集合进行合并得到可分离故障集合；不可分离故障集合更新：将当前获得的可分离故障集合从上一步骤得到的不可分离故障集合移除后得到不可分离故障集合；第三步，基于第二步获得的故障可诊断性确定结果，利用可诊断性度量指标计算方法，得到故障模式的故障可检测度和可分离度以及敏感器故障可检测率和可分离率；所述故障模式的故障可检测度和可分离度以及敏感器故障可检测率和可分离率的计算公式为：故障模式可检测度fd,i的计算公式为：fd,i=1fi∈EDfd,i=0fi∈UD]]>其中，ED和UD分别为可检测与不可检测故障集合；敏感器故障可检测率FDR的计算公式为：其中：m＝|UF|+|EF|为敏感器故障模式的总数，λi为根据故障模式i的严酷度和发生概率确定的加权系数，|UD|表示不可检测故障集合UD中的故障个数，|ED|表示可检测故障集合ED中的故障个数；故障模式可分离度γi的计算公式为：其中，EI和UI为可分离与不可分离故障集合，|Fn|表示Fn中的故障个数；敏感器故障可分离率FIR的计算公式为：其中，m为故障模式的总数，λi为根据故障模式i的严酷度和发生概率确定的加权系数。