【技术实现步骤摘要】
一种运载火箭执行机构故障在线诊断方法
本专利技术涉及一种运载火箭执行机构故障在线诊断方法，属于制导控制
技术介绍
运载火箭是执行空间运载任务，开展空间活动的必要保证。为了完成高稳定度、高精度的航天任务，现代航天对运载火箭的安全性和可靠性提出了很高的要求。姿态控制系统作为运载火箭重要分系统之一，它的可靠性、是否正常工作将直接决定运载火箭能否正常完成既定飞行任务。然而恶劣飞行环境以及部件老化等因素致使火箭部件不可避免地发生故障，现有资料表明，执行机构故障是运载火箭众多故障模式中发生几率最高、造成后果最为严重的故障模式，如果运载火箭执行机构故障不能及时、正确地被定位、隔离以及估计出来，则姿态控制性能将显著下降或系统稳定性将受到破坏，严重时将导致整个飞行任务失败，因此运载火箭执行机构故障诊断是运载火箭自主运行技术的基础，它已成为当今航空航天工程领域亟待解决的课题之一。另外，传统故障诊断方法存在有效工作范围较小、计算速度慢以及故障诊断精度低等问题，亟需进一步开展适用于运载火箭执行机构故障在线诊断的方法研究。专...
【技术保护点】
1.一种运载火箭执行机构故障在线诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤一、建立运载火箭运动学以及动力学模型，分析运载火箭执行机构常见故障模式；/n步骤二、给定火箭总体参数及标准弹道，每次更改执行机构故障位置、发生时间以及故障模式进行弹道计算，基于步骤一的运动学以及动力学模型，获得一定时间内的火箭姿态角，姿态角速率及发动机摆角指令的时间序列；/n步骤三、以设定时间窗口内的火箭姿态角偏差、姿态角速度偏差以及发动机摆角指令作为输入量，以当前故障位置为输出，构建故障位置判断样本库；采用BP神经网络对故障位置判断样本库中样本数据进行训练，学习火箭姿态角偏差、姿态角速度偏差以及发...
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种运载火箭执行机构故障在线诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、建立运载火箭运动学以及动力学模型，分析运载火箭执行机构常见故障模式；
步骤二、给定火箭总体参数及标准弹道，每次更改执行机构故障位置、发生时间以及故障模式进行弹道计算，基于步骤一的运动学以及动力学模型，获得一定时间内的火箭姿态角，姿态角速率及发动机摆角指令的时间序列；
步骤三、以设定时间窗口内的火箭姿态角偏差、姿态角速度偏差以及发动机摆角指令作为输入量，以当前故障位置为输出，构建故障位置判断样本库；采用BP神经网络对故障位置判断样本库中样本数据进行训练，学习火箭姿态角偏差、姿态角速度偏差以及发动机摆角指令与当前故障位置的映射关系；
步骤四、以设定时间窗口内的火箭姿态角偏差、姿态角速度偏差以及发动机摆角指令作为输入量，以当前执行机构故障参数为输出，构建故障参数辨识样本库；采用循环神经网络对故障参数辨识样本库中样本数据进行训练，学习火箭姿态角偏差、姿态角速度偏差以及发动机摆角指令与执行机构故障参数的映射关系；
步骤五、对于实际火箭飞行状态，滚动读取一定时间内的火箭姿态角、姿态角速率及发动机摆角指令的时间序列，并作为输入量；首先采用步骤三训练的BP神经网络得到执行机构故障位置；再采用步骤四训练的循环神经网络获取执行机构故障参数，最终实现运载火箭执行机构高精度故障在线诊断。
2.如权利要求1所述的一种运载火箭执行机构故障在线诊断方法，其特征在于，所述故障模式包括卡死故障、松浮故障、随机漂移故障以及损伤故障。
3.如权利要求2所述的一种运载火箭执行机构故障在线诊断方法，其特征在于，各种执行机构故障模式的数学模型可由下式表示：
其中，δci(t)为控制器输出期望指令，δconst为固定常数，δrandom为随机数，ki记为损伤因子，且0<ki<1。
技术研发人员：李玉龙，马肸，张义忠，
申请(专利权)人：中国人民解放军九六九零一部队二二分队，
类型：发明
国别省市：北京;11
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