[发明专利]一种单框架控制力矩陀螺低速框架故障诊断方法

摘要

本发明涉及一种单框架控制力矩陀螺低速框架故障诊断方法，属于航天器姿态确定与控制技术领域，特别涉及一种应用于航天器上的单框架控制力矩陀螺作为航天器姿态控制执行机构的故障诊断方法，适用于采用单框架控制力矩陀螺(SGCMG)作为执行机构的航天器。本发明的方法利用SGCMG低速框架理论运动角度和实际低速框架运行的角度偏差进行故障检测，并在故障判定阈值设计上与SGCMG运动状态结合起来，根据SGCMG指令角速度大小自主动态调整故障诊断阈值，提高了SGCMG低速框架运动速度变化较大应用场合的故障诊断可靠性和准确性。

主权项

1.一种单框架控制力矩陀螺低速框架故障诊断方法，其特征在于该方法包括如下步骤：(1)确定单框架控制力矩陀螺低速框架故障检测时间间隔Δt_FDcmg＝t_k+1‑t_k，其中t_k+1为终点时刻，t_k为起点时刻；(2)计算故障检测时间间隔内姿态与轨道控制计算机AOCC发送给单框架控制力矩陀螺的低速框架角速度指令的积分，得到积分值，以该积分值作为低速框架的理论转角值Δδ_r；(3)计算单框架控制力矩陀螺的低速框架在终点时刻t_k+1和起点时刻t_k返回给AOCC的转角变化值，以该转角变化值作为低速框架的实际转角值Δδ_m；(4)计算故障检测时间间隔内，单框架控制力矩陀螺的低速框架的理论转角值与实际转角值的偏差值ε_CMG：(5)在故障检测终点时刻t_k+1时，根据偏差值ε_CMG确定单框架控制力矩陀螺的低速框架故障分值FCMG；(6)根据步骤(5)得到的故障分值FCMG对单框架控制力矩陀螺低速框架是否故障进行判断，如果故障分值FCMG小于设定阈值m_FCMG1，则判定该单框架控制力矩陀螺低速框架故障，如果故障分值FCMG不小于设定阈值m_FCMG1，则判定该单框架控制力矩陀螺低速框架无故障；所述的步骤(5)中，计算低速框架故障分值FCMG的方法为：设初始时刻t₀时，低速框架为无故障状态，FCMG的初值为m_FCMG2；当当前FCMG≥m_FCMG2时，令FCMG＝m_FCMG2；当当前FCMG≤m_FCMG1时，令FCMG＝m_FCMG1；当|ε_CMG|≤m_L1时，低速框架故障分值FCMG在前一时刻的基础上加1；当(m_L2+m_Δδ·|Δδ_r|)≤|ε_CMG|<m_L3时，低速框架故障分值FCMG在前一时刻的基础上减1；当|ε_CMG|≥m_L3时，低速框架故障分值FCMG在前一时刻的基础上减2；m_FCMG1为设定的故障记分阈值，m_FCMG2为设定的故障记分阈值，m_L1、m_L2、m_L3为故障检测区间设定的角度阈值，m_Δδ为一系数，m_FCMG1<m_FCMG2。