专利名称：一种基于相关性模型的动量轮故障可诊断性确定方法
技术领域：
本发明涉及一种动量轮可诊断性确定方法，尤其涉及一种基于相关性模型的动量轮可诊断性确定方法，属于航空航天领域。
背景技术：
动量轮作为航天器的惯性执行机构，不仅能够精确、连续地输出力矩，而且不消耗燃料，不污染光学设备和飞行环境，不易激发星上柔性附件的振动，因此它是长寿命卫星的 首选部件。同时，提高动量轮的故障应对能力也是保证航天器安全、可靠运行的重要因素。动量轮用于故障诊断的信息主要有轴温、电机电流、速度方向、速度信号和电源开关状态，但目前尚缺乏一种成熟的理论和方法用于协助设计人员分析这些测点是否足够，是否能够体现考虑的所有故障模式，进而实现准确的故障定位。同时，也缺乏一种定量的故障可诊断性度量指标用于衡量动量轮的故障诊断性能，因此本发明基于动量轮的关联关系图，提出了一种基于相关性模型的故障可诊断性确定方法，实现对功能模块故障模式的可检测性、可分离性判别，并给出动量轮可诊断性度量的计算方法。
发明内容
本发明的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种基于相关性模型的动量轮可诊断性确定方法，实现了对动量轮故障模式的可检测性、可分离性判别，并对动量轮的可诊断性进行度量。本发明的技术解决方案是一种基于相关性模型的动量轮可诊断性确定方法，具体步骤如下(I)首先对动量轮的功能模块进行划分，并根据功能模块的输入与输出连接关系、测点的配置和测试内容，建立动量轮各功能模块的关联关系图；(2)针对动量轮在轨和测试阶段发生的故障，对动量轮进行故障模式影响分析，确定动量轮故障模式集合F = (F1, F2,…FJ，m为故障模式个数；(3)在步骤(I)建立的各功能模块关联关系图的基础上，标识出各功能模块故障的影响关系，得到动量轮的多信号流图，基于多信号流图建立动量轮的故障与测试关联矩阵，将多信息流图和关联矩阵统称为相关性模型；(4)基于步骤(3)得到的相关性模型，给出动量轮各种故障对应的可检测性和可分离性条件，通过可检测性和可分离性条件得到动量轮故障可诊断性分析结果；(5)利用可诊断性度量计算方法对步骤(4)得到的故障可诊断性分析结果进行计算，得到故障模式的故障可检测度和可分离度以及部件的故障可检测度和可分离度。所述步骤(2)中基于多信号流图建立动量轮的故障与测试关联矩阵的方法为(I)定义故障与测试关联矩阵
权利要求
1.一种基于相关性模型的动量轮故障可诊断性确定方法，其特征在于步骤如下 (1)首先对动量轮的功能模块进行划分，并根据功能模块的输入与输出连接关系、测点的配置和测试内容，建立动量轮各功能模块的关联关系图； (2)针对动量轮在轨和测试阶段发生的故障，对动量轮进行故障模式影响分析，确定动量轮故障模式集合F= (FijF2,…FJ，m为故障模式个数； (3)在步骤(I)建立的各功能模块关联关系图的基础上，标识出各功能模块故障的影响关系，得到动量轮的多信号流图，基于多信号流图建立动量轮的故障与测试关联矩阵，将多信息流图和关联矩阵统称为相关性模型； (4)基于步骤(3)得到的相关性模型，给出动量轮各种故障对应的可检测性和可分离性条件，通过可检测性和可分离性条件得到动量轮故障可诊断性分析结果； (5)利用可诊断性度量计算方法对步骤(4)得到的故障可诊断性分析结果进行计算，得到故障模式的故障可检测度和可分离度以及部件的故障可检测度和可分离度。
2.根据权利要求I所述的一种基于相关性模型的动量轮故障可诊断性确定方法，其特征在于所述步骤(2)中基于多信号流图建立动量轮的故障与测试关联矩阵的方法为 (1)定义故障与测试关联矩阵
3.根据权利要求2所述的一种基于相关性模型的动量轮故障可诊断性确定方法，其特征在于所述动量轮各种故障对应的可检测性和可分离性条件为 可检测性条件在故障与测试关联矩阵Dmxn中，若故障模式Fi对应行的所有元素都为0，则称此故障模式为不可检测，即
4.根据权利要求3所述的一种基于相关性模型的动量轮故障可诊断性确定方法，其特
5.根据权利要求3所述的一种基于相关性模型的动量轮故障可诊断性确定方法，其特 征在于所述步骤(5)中故障模式的可分离度Y i的计算公式为
全文摘要
本发明公开了一种基于相关性模型的动量轮故障可诊断性确定方法，步骤如下首先建立动量轮各功能模块的关联关系图；确定动量轮故障模式集合；得到动量轮的多信号流图并基于多信号流图建立动量轮的故障与测试关联矩阵；基于相关性模型，给出动量轮各种故障对应的可检测性和可分离性条件；最后利用可诊断性度量计算方法得到动量轮故障模式的故障可检测度和可分离度以及部件的故障可检测度和可分离度。本发明实现了对动量轮故障模式的可检测性、可分离性判别，并对动量轮的可诊断性进行度量。
文档编号G01M13/00GK102735435SQ201210205770
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月18日 优先权日2012年6月18日
发明者何英姿, 刘成瑞, 刘文静, 吕楠, 王南华 申请人:北京控制工程研究所