[发明专利]深空探测器GNC系统分层自主故障诊断方法

权利要求书

1.深空探测器GNC系统分层自主故障诊断方法，其特征在于步骤如下：

(1)根据部件故障模式分析(FMEA)结果，建立故障-测点关联矩阵；根据GNC系统各部件提供的自检信息、模拟量遥测信息以及根据故障-测点关联矩阵进行故障诊断，若根据故障-测点关联矩阵能够唯一确定故障模式，则该故障模式即为诊断结果；否则转步骤(2)进行组件级故障诊断；

(2)利用GNC系统敏感器之间的冗余关系以及执行机构输入输出关系的一致性进行故障诊断，得到发生故障的部件；若不满足冗余关系转步骤(3)进行系统级故障诊断；

(3)判断GNC系统是否为最小系统，若不是最小系统，则首先利用敏感器或执行机构的冗余关系判断是敏感器故障还是执行机构故障，再将控制器产生的理论控制力矩代入探测器的动力学和运动学方程，解算探测器的理论角速度，根据理论角速度与敏感器测量角速度的一致性诊断出具体发生故障的部件；否则转步骤(4)；所述的最小系统为敏感器、执行机构都不存在冗余；

(4)累计推力器三轴各方向的喷气时间，在规定的时间内，如果三轴任一方向的累计喷气时间超过预先设定的阈值，则GNC系统存在故障，否则GNC系统正常。

2.根据权利要求1所述的深空探测器GNC系统分层自主故障诊断方法，其特征在于：所述的组件级故障诊断主要包括基于奇偶空间的陀螺诊断、星敏感器诊断、陀螺与星敏感器联合诊断和基于输入输出直接冗余的动量轮故障诊断。

3.根据权利要求2所述的深空探测器GNC系统分层自主故障诊断方法，其特征在于：所述的陀螺与星敏感器联合诊断适用于陀螺与星敏感器数量总和大于等于5时，且假设发生单故障，诊断步骤如下：

(2.1)当陀螺数量为4个时，根据每个陀螺输出的一致性，判断陀螺是否异常，若输出一致，则陀螺均正常，否则陀螺存在异常，转步骤(2.3)；

(2.2)当星敏感器数量为2个时，根据每个星敏感器输出的一致性，判断星敏感器是否异常，若输出一致，则星敏感器正常，否则星敏感器异常，转步骤(2.3)；

(2.3)当陀螺或星敏感器任意一种部件存在异常时，则根据陀螺和星敏感器测得的角速度的一致性，确定故障部件。