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有效性因子在卫星姿控系统集成故障诊断与容错控制中的应用
  • ISSN号:1000-6893
  • 期刊名称:《航空学报》
  • 时间:0
  • 分类:V448.22[航空宇航科学与技术—飞行器设计;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学卫星技术研究所,黑龙江哈尔滨150080
  • 相关基金:国家自然科学基金(60704020);“十一五”预研背景项目(113020102);国家博士后科学基金(20070410265)
中文摘要:

研究了在轨卫星姿态控制系统(ACS)发生可修复性故障状况下的集成故障诊断与容错控制。考虑执行机构和敏感器分别或同时出现故障,相应地分别或同时在姿态动力学和运动学方程引入控制有效性因子和测量有效性因子,利用二级卡尔曼滤波算法求解其值,以说明系统的控制以及测量的有效程度。采用统计假设检验通过其幅值变化判断系统是否存在故障,当故障发生时,引入重构容错控制器对原控制器进行补偿控制。建立卫星闭环姿态控制系统对算法进行了仿真验证,仿真结果表明该算法快速可靠,能够满足在轨卫星姿态控制系统故障状况下的性能要求。

英文摘要:

This article investigates the integrated fault detection and diagnosis (FDD) and fault-tolerant control (FTC) method of the on-orbit satellite attitude control system (ACS) with recovered faults. First, considering the faults of actuators and/or sensors, we introduce the control and/or measurement effectiveness factor(s) into the attitude dynamics and/or the kinematical equation. A two-stage Kalman filtering algorithm is developed to estimate the value of the effectiveness factor(s), which is used to quantify the effectiveness of control and measurement. Then, the reeonfiguration fault tolerant controller is introduced to compensate the former controller by using online statistical hypothesis tests based on the information from the two-stage Kalman filtering. Finally, mathematical simulation is performed to validate the solution in a satellite closed-loop ACS, and simulation results show that the solution is fast and effective and the proposed solution is suitable in on-orbit real-time computation.

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期刊信息
  • 《航空学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国航空学会
  • 主编:孙晓峰
  • 地址:北京海淀区学院路37号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:hkxb@buaa.edu.cn
  • 电话:010-82317058 82318016
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6893
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1929/V
  • 邮发代号:82-148
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24676