专利名称：基于相关性模型的红外地球敏感器故障可诊断性确定方法
技术领域：
本发明涉及一种基于相关性模型的红外地球敏感器故障可诊断性确定方法，属航空航天领域。
背景技术：
红外地球敏感器，作为卫星控制系统的一种敏感器，主要借助于光学手段获取卫星相对于地球的姿态信息，经处理输出承载此信息的信号，它是卫星捕获地球以及对地定向的必要手段。红外地球敏感器输出信号是卫星控制器的输入，当地球敏感器发生故障时，由于控制器的存在将导致整个系统出现异常，因此针对地球敏感器开展故障诊断研究具有
重要意义。
针对红外地球敏感器，目前过于关注故障诊断方法的研究，而忽略了对故障诊断所用信息的有效性分析。而且，目前尚未提供成熟的方法用于从故障诊断的角度衡量现有的测点是否足够，并且缺乏一系列定量的故障可诊断性度量指标，因此本发明基于红外地球敏感器的功能模块关联关系图，提出一种基于相关性模型的故障可诊断性分析方法，用于协助设计人员分析故障诊断所用信息是否充分，是否能够涵盖考虑的所有故障模式，进而为测点优化配置与故障诊断方法研究提供依据。
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红外地球敏感器故障可诊断性确定方法，实现了对红外地球敏感器故障模式的可检测性、可分离性判别，并对红外地球敏感器故障的可诊断性进行度量。本发明的技术解决方案是1、一种基于相关性模型的红外地球敏感器故障可诊断性确定方法，步骤如下(I)首先对红外地球敏感器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，建立红外地球敏感器各功能模块的关联关系图；(2)针对红外地球敏感器在轨和测试阶段发生的故障，对红外地球敏感器进行故障模式影响分析，确定红外地球敏感器故障模式集合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，得到红外地球敏感器的多信号流图，基于多信号流图建立红外地球敏感器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，给出红外地球敏感器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红外地球敏感器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，得到红外地球敏感器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尚度。所述步骤(3)中基于多信号流图建立红外地球敏感器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.基于相关性模型的红外地球敏感器故障可诊断性确定方法，其特征在于步骤如下 (1)首先对红外地球敏感器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，建立红外地球敏感器各功能模块的关联关系图； (2)针对红外地球敏感器在轨和测试阶段发生的故障，对红外地球敏感器进行故障模式影响分析，确定红外地球敏感器故障模式集合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，得到红外地球敏感器的多信号流图，基于多信号流图建立红外地球敏感器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，给出红外地球敏感器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红外地球敏感器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，得到红外地球敏感器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罔度。
2.根据权利要求I所述的基于相关性模型的红外地球敏感器故障可诊断性确定方法，其特征在于所述步骤(3)中基于多信号流图建立红外地球敏感器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 其中，行向量为功能模块对应的故障模式，m为故障模式个数，列向量为测试内容，n为测试内容个数，矩阵元素初始值均为O ; (2)遍历多信号流图，生成相应的故障列表和测试列表； (3)根据故障列表和测试列表建立故障与测试关联矩阵，具体过程为从故障模式Fi所在功能模块出发，沿输出方向按广度优先搜索遍历多信号流图，凡是能够到达的测试点，即为该故障模式的可达测试点，其它测试点为不可达测试点，当故障模式与测试均可达时则矩阵元素(Iij为I,否则为0, i G (I, m), j G (I, n)。
3.根据权利要求2所述的基于相关性模型的红外地球敏感器故障可诊断性确定方法，其特征在于所述步骤(4)中红外地球敏感器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UF = ^Fi ^fdij =0,y = l,2,--- }，若故障模式Fi对应行中至少有一个元素不为0，则称此故障模式为可检测，SP 可分离性条件对于故障模式集合F' = {f, f2,…，{^，^[^^〈!!!，若集合中任意两个故障模式对应行的所有元素完全相同，则称故障模式集合F'中所有故障不具有可分离性，即:
4.根据权利要求3所述的基于相关性模型的红外地球敏感器故障可诊断性确定方法， 其特征在于所述步骤(5)中故障模式的可检测度fd,i的计算公式为
5.根据权利要求3所述的基于相关性模型的红外地球敏感器故障可诊断性确定方法，其特征在于所述步骤(5)中红外地球敏感器故障模式的可分离度Yi的计算公式为
全文摘要
本发明公开了基于相关性模型的红外地球敏感器故障可诊断性确定方法，步骤包括(1)建立红外地球敏感器各功能模块的关联关系图；(2)确定红外地球敏感器故障模式集合；(3)在各功能模块关联关系图的基础上，得到红外地球敏感器的多信号流图，基于多信号流图建立红外地球敏感器的故障与测试关联矩阵；(4)提出红外地球敏感器故障可检测性和可分离性分析条件，并得到故障可诊断性分析结果；(5)利用可诊断性度量计算方法得到红外地球敏感器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。本发明实现了对红外地球敏感器故障模式的可检测性、可分离性判别，并对红外地球敏感器故障的可诊断性进行度量。
文档编号G01C25/00GK102735261SQ201210208890
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, 刘新彦, 王南华, 邢琰, 郭建新 申请人:北京控制工程研究所