衛(wèi)星姿控系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障檢測(cè)與估計(jì).pdf

1、在衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)中，保證其可靠性和安全性尤為重要，這關(guān)系著項(xiàng)目是否能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)、空間任務(wù)能否順利完成，故障診斷在這方面起著重要的作用。本文以衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（以反作用飛輪為主）為研究對(duì)象，主要研究執(zhí)行機(jī)構(gòu)突變型故障的檢測(cè)與估計(jì)問(wèn)題，使用廣義似然比（GLR）檢驗(yàn)對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)并對(duì)狀態(tài)進(jìn)行校正，使用二階擴(kuò)展Kalman濾波（TSEKF）對(duì)故障幅值進(jìn)行估計(jì)，論文工作主要包括以下幾個(gè)方面。
　　首先，給出衛(wèi)星姿態(tài)描述方式，

2、建立衛(wèi)星姿態(tài)動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，通過(guò)分析衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的單機(jī)故障實(shí)例，對(duì)反作用飛輪可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析并建模。
　　其次，基于原N階GLR算法的基本思想，結(jié)合增廣狀態(tài)Kalman濾波（ASKF），針對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)在無(wú)窮小角位移假設(shè)下可以近似線性化的特點(diǎn)，提出基于GLR-ASKF算法的線性檢測(cè)與估計(jì)算法，在姿態(tài)穩(wěn)定時(shí)用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)加性故障的檢測(cè)與估計(jì)，避免同一次故障的多次警報(bào)，同時(shí)提高對(duì)故障幅值的估計(jì)準(zhǔn)確度，縮短估計(jì)過(guò)程的收斂

3、時(shí)間。
　　接下來(lái)，基于偏差分離估計(jì)算法的基本思想，結(jié)合擴(kuò)展Kalman濾波（EKF），針對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)在姿態(tài)機(jī)動(dòng)時(shí)非線性無(wú)法忽略的特點(diǎn)，推導(dǎo)基于二階擴(kuò)展Kalman濾波（TSEKF）的非線性估計(jì)算法，可以在姿態(tài)機(jī)動(dòng)時(shí)用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的故障估計(jì)，提高估計(jì)的準(zhǔn)確度。在此基礎(chǔ)上，考慮GLR算法的基本思想，結(jié)合TSEKF，提出基于非線性GLR-TSEKF算法的非線性檢測(cè)與估計(jì)算法，在姿態(tài)機(jī)動(dòng)時(shí)用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障的檢測(cè)與估計(jì)。該方法同時(shí)具有