一种单框架控制力矩陀螺低速框架故障诊断方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术的方法利用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。

A single frame control moment gyroscope low speed frame fault diagnosis method

The invention relates to a single gimbal control moment gyroscope low-speed frame of fault diagnosis method, which belongs to the technical field of spacecraft attitude determination and control, single gimbal control moment gyroscope and particularly relates to an application on spacecraft as the spacecraft attitude control implementation method of fault diagnosis mechanism, applies to the use of single gimbal control moment gyroscope (SGCMG) as the actuator the spacecraft. The method of the invention utilizes a SGCMG low speed motion frame theory angle and actual angle deviation of low-speed running frame of fault detection, and fault threshold design and SGCMG motion combined, according to the SGCMG instruction angular velocity size self dynamic adjustment of fault diagnosis threshold, improve the low velocity SGCMG frame fault diagnosis accuracy and reliability large applications.

【技术实现步骤摘要】
一种单框架控制力矩陀螺低速框架故障诊断方法
本专利技术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
，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。
技术介绍
单框架控制力矩陀螺(SGCMG)通过控制低速框架转动引起高速转子进动产生陀螺力矩进而获得较大的控制力矩输出，是目前对控制力矩有较大需求航天器首选控制执行机构。从SGCMG的控制原理可以看出，控制力矩输出与低速框架转速直接相关，因此如果在控制过程中低速框架转动出现故障会导致输出较大干扰力矩直接作用于航天器上，如果不能获得及时处理则可能危及整星安全。因此对于配置SGCMG作为执行机构的航天器，需要提出一种低速框架的故障诊断方法，及时识别低速框架故障并及时处理，以提高该类航天器执行机构在轨使用的安全性以及可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提出一种单框架控制力矩陀螺低速框架故障诊断方法，该方法采用一致性比对原则，对故障检测时间内指令角速度积分值与SGCMG单机测量输出的实际转角进行比对进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
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ΔtFDcmg＝tk+1‑tk，其中tk+1为终点时刻，tk为起点时刻；(2)计算故障检测时间间隔内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Δδr；(3)计算单框架控制力矩陀螺的低速框架在终点时刻tk+1和起点时刻tk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Δδm；(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εCMG：(5)在故障检测...

【技术特征摘要】
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ΔtFDcmg＝tk+1-tk，其中tk+1为终点时刻，tk为起点时刻；(2)计算故障检测时间间隔内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Δδr；(3)计算单框架控制力矩陀螺的低速框架在终点时刻tk+1和起点时刻tk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Δδm；(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εCMG：(5)在故障检测终点时刻tk+1时，根据偏差值εCMG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mFCMG1，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mFCMG1，则判定该单框架控制力矩陀螺低速框架无故障。2.根据权利要求1所述的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：0<ΔtFDcmg<20s。3.根据权利要求1所述的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：所述的步骤(2)中，理论转角值Δδr计算方法如下：将AOCC发送给单框架控制力矩陀螺的指令角速度在故障检测时间区间[tk,tk+1]内进行积分计算，即4.根据权利要求1所述的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：所述的步骤(3)中，实际转角值Δδm的计算方法如下：

【专利技术属性】
技术研发人员：张春青，雷拥军，刘其睿，瞿涵，顾斌，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11