一种基于相关矩阵的卫星角速率测量敏感器可诊断性确定方法技术

一种基于相关矩阵的卫星角速率测量敏感器可诊断性确定方法，(1)对角速率测量敏感器进行功能模块划分，建立各模块的信号流图，并在信号流图中标明现有指定的测点；(2)对角速率测量敏感器进行故障模式影响分析FMEA，确定角速率测量敏感器的故障模式、故障发生概率、故障严酷度以及故障影响，并根据故障影响，将故障模式添加到信号流图中；(3)建立故障-测点相关矩阵，(4)为故障-测点矩阵赋值；(5)根据步骤(4)建立的故障-测点相关矩阵D，对角速率测量敏感器进行故障可检测性分析；(6)根据步骤(4)建立的故障-测点相关矩阵D，对角速率测量敏感器进行故障可分离性分析；(7)确定角速率测量敏感器的可诊断性，可诊断性采用故障检测率RD和故障分离率RI进行度量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属航空航天领域，涉及ー种基于相关矩阵的卫星角速率測量敏感器可诊断性确定方法。
技术介绍
随着科技发展，卫星已在国防军事、通信、气象等各个领域发挥着不可替代的作用。为了确保卫星在轨安全与运行质量，目前已在设计、生产、试验过程中采取一系列保障措施，从而提高产品的固有可靠性，減少在轨发生故障的概率。但是，由于卫星是涉及多学科、多领域技术的大型复杂系统，又在恶劣复杂的空间环境中长期飞行，加之元器件、原材 料和加工水平的限制，在轨飞行中不可避免地会发生这样那样的故障，使其健康状况出现突然的或逐渐的恶化。因此，为了确保卫星在轨运行质量，还必须提高在轨故障诊断与处理能力，确保在故障发生后，及时检测到故障，准确定位故障源，并采取有效措施使故障影响降至最低，这是从系统层面克服产品固有可靠性不足，提高卫星运行可靠性和延长寿命的有效手段。然而，要实现对卫星故障的诊断与处理，首先卫星的各个部件必须是可诊断的。可诊断性是指提供辨识卫星在轨运行中故障与其产生原因之间有效相关关系的信息或知识的能力。目前，国内外卫星的可诊断性水平较低，表现为故障发生后不能及时诊断与处理，甚至导致卫星完全失效。例如，美国TER RIERS卫星在进入太阳同步轨道后，未能成功地使太阳能帆板面向太阳，由于卫星的可诊断性设计不足，导致下行数据中包含的故障信息有限，设计人员无法正确定位故障源，最终发射任务失败。角速率測量敏感器作为卫星控制系统姿态确定的核心部件，每ー颗卫星都必须配备。角速率測量敏感器故障后如果不及时检测和隔离，将会导致姿态丢失、能源耗尽等严重事故，因此，角速率測量敏感器的可诊断性设计是卫星控制系统研制的关键。然而，目前我国主要依靠设计人员的经验分析角速率測量敏感器的故障处理能力，无法系统、定量地确定角速率測量敏感器的可诊断性，导致角速率測量敏感器的可诊断性设计较差，致使ー些故障在轨发生后无法检测和诊断。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是克服现有技术不足，提供一种角速率測量敏感器可诊断性确定方法，从而实现对角速率測量敏感器故障模式的可检测性、可分离性进行判别，并对角速率測量敏感器的可诊断性进行度量。本专利技术的技术解决方案是一种基于相关矩阵的卫星角速率測量敏感器可诊断性确定方法，步骤如下(I)对卫星角速率測量敏感器进行功能模块划分。功能模块划分原则是将具有独立接ロ、能够完成一定功能的部分划分为一个功能模块。根据角速率測量敏感器的工作原理，建立上述各模块的信号流图，并在信号流图中标明现有指定的测点；(2)对角速率測量敏感器进行故障模式影响分析FMEA，确定角速率測量敏感器的故障模式、故障发生概率、故障严酷度以故障影响，井根据故障影响，将故障模式添加到信号流图中；(3)建立故障-测点相关矩阵，具体定义如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于相关矩阵的卫星角速率测量敏感器可诊断性确定方法，其特征在于步骤如下：(1)对角速率测量敏感器进行功能模块划分。功能模块划分原则是将具有独立接口、能够完成一定功能的部分划分为一个功能模块。根据角速率测量敏感器的工作原理，建立上述各模块的信号流图，并在信号流图中标明现有指定的测点；(2)对角速率测量敏感器进行故障模式影响分析FMEA，确定角速率测量敏感器的故障模式、故障发生概率、故障严酷度以及故障影响，并根据故障影响，将故障模式添加到信号流图中；(3)建立故障？测点相关矩阵，具体定义如下：D=d11d12...d1nd21d22...d2n............dm1dm2...dmn其中，m为故障模式个数，n为测点个数，矩阵的行向量为各故障模式在各个测点上反映的信息，列向量为测点可测得的故障信息；dij为矩阵元素，i＝1，2，…，m，j＝1，2，…，n；(4)根据信号流图，针对每个故障模式沿信号输出方向按广度优先搜索遍历所有功能模块，在相关矩阵中将各个故障与其可达测点所对应的元素赋值为1，即如果故障模式i能够影响到测点j，则dij＝1，否则dij赋值0；(5)根据步骤(4)建立的故障？测点相关矩阵D，对角速率测量敏感器进行故障可检测性分析，故障可检测性采用可检测度γDi进行度量：将故障？测点相关矩阵中，行所有元素均为0的故障模式记为不可检测故障模式，否则记为可检测故障模式；(6)根据步骤(4)建立的故障？测点相关矩阵D，对角速率测量敏感器进行故障可分离性分析，可分离性采用可分离度γIi进行度量：若存在与故障模式Fi对应行的所有元素相同的故障模式，则认为故障Fi不可分离，否则，故障模式Fi不可分离；所有行元素相同的故障模式组成的集合称为模糊组；其中，M为包含故障模式Fi的模糊组的维数，即模糊组中包含的所有故障模式个数；(7)确定角速率测量敏感器的可诊断性，可诊断性采用故障检测率RD和故障分离率RI进行度量，RD=Σi=1mwiγDiΣi=1mwiRI=Σi=1nwiγIiΣi=1nwi其中：wi为根据故障模式Fi的严酷度、故障发生概率确定的加权系数。FSA00000739764200021.tif,FSA00000739764200022.tif...

【技术特征摘要】
1.一种基于相关矩阵的卫星角速率测量敏感器可诊断性确定方法，其特征在于步骤如下 (1)对角速率测量敏感器进行功能模块划分。功能模块划分原则是将具有独立接口、能够完成一定功能的部分划分为一个功能模块。根据角速率测量敏感器的工作原理，建立上述各模块的信号流图，并在信号流图中标明现有指定的测点； (2)对角速率测量敏感器进行故障模式影响分析FMEA，确定角速率测量敏感器的故...

【专利技术属性】
技术研发人员：王大轶，王南华，刘成瑞，刘文静，邢琰，何英姿，吕恩海，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：