衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)故障診斷方法研究.pdf

1、隨著航天技術的發(fā)展，航天器的結(jié)構(gòu)日益復雜，對故障診斷技術提出了更高的要求。開展航天器故障診斷研究，對于提高航天器的可靠性、自主性和有效性具有重要意義。本文以衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)為研究對象，利用經(jīng)驗模態(tài)分解（Empirical Mode Decomposition, EMD）方法與自適應觀測器方法，對衛(wèi)星故障診斷技術進行了比較深入的研究。論文的研究工作主要包括：
　　首先介紹了國內(nèi)外航天器故障診斷技術的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀，系統(tǒng)地分析了航天器

2、故障診斷方法，以及航天器故障診斷技術的發(fā)展方向。
　　介紹衛(wèi)星常用坐標系以及姿態(tài)描述方法，闡述衛(wèi)星的姿態(tài)運動學與動力學方程，介紹衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的測量機構(gòu)與執(zhí)行機構(gòu)，并分析可能發(fā)生的故障類型，給出故障模型，最后建立衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的閉環(huán)仿真模型，為衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)故障診斷方法研究奠定基礎。
　　研究 EMD方法在衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)慣性敏感器故障診斷中的應用。本文采用經(jīng)驗模態(tài)分解方法分析陀螺輸出信號，提取故障特征。利用能量熵對故

3、障特征進行定量描述，實現(xiàn)陀螺故障診斷。仿真結(jié)果說明該方法對陀螺故障具有較強的檢測能力。在此基礎上，結(jié)合等價空間方法，提出了一種基于等價空間和經(jīng)驗模態(tài)分解的故障診斷算法，以降低故障診斷算法的計算量。
　　針對衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)執(zhí)行器故障，提出了一種基于徑向基函數(shù)(Radial Basis Function, RBF）網(wǎng)絡的自適應故障診斷觀測器的故障估計方法，利用RBF網(wǎng)絡的學習能力對執(zhí)行器故障進行在線辨識，應用李雅普諾夫穩(wěn)定性理論保證