一种基于星敏感器角速度估计的陀螺故障诊断技术研究
星载惯性基准单元(IMU)和星敏感器分别用于测量航天器三轴角速度和三轴姿态信息,它们的组合是航天器高精度姿态确定系统的一典型方案.为了保证可靠性,工程上通常采用6个陀螺的冗余配置,通过奇偶方程法进行陀螺的故障检测及定位,当一个陀螺发生故障后,通过检测将其隔离并切换正常备份陀螺.然而卫星长期运行过程中,常常会由于多个陀螺出现故障,剩余正常工作陀螺的冗余度无法满足奇偶方程法进行故障诊断的条件.随着星敏感器技术的迅速发展,它的精度、采样频率和工作视场都有了较大提高,为此本文通过卫星稳态运行期间高精度星敏感器输出的姿态四元数信息,根据卫星姿态运动学方程和姿态动力学方程,采用非线性广义卡尔曼滤波(EKF)得到星体角速度的估计值.在此基础上,利用角速度的估计值进行不完整配置的陀螺的故障诊断.最后进行了数学仿真,结果表明角速度的估计值有很高的精度,对陀螺不同类型故障可以快速准确诊断,提高了卫星自主运行的可靠性.
姿态确定 陀螺冗余度 陀螺故障诊断 角速度估计
张云 王培垣
上海航天控制工程研究所研发中心(上海)
国内会议
昆明
中文
268-272
2004-08-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）