[发明专利]一种传感器故障下航天器伺服机构的容错控制方法

权利要求书

1.一种传感器故障下航天器伺服机构的容错控制方法，其特征在于，所述方法包括：

根据故障传感器确定所述航天器伺服机构的反馈信号，根据所述航天器伺服机构的目标信号或预设值降级运行实现对所述航天器伺服机构的反馈信号的自动闭环容错控制；其中，所述传感器包括角度传感器、电机转子角度传感器和电机电流传感器；

当所述故障传感器为角度传感器时，所述反馈信号为所述角度传感器的换算角度，所述目标信号为所述航天器伺服机构的预设角度；

所述角度传感器的换算角度为θ_jcalc，θ_jcalc＝θ_jΔ+θ₀，其中，C为电机旋转圈数或步数，p为航天器伺服机构的传动机构极性，θ_mΔ为电机旋转圈数或步数的对应角度，θ_jΔ为航天器伺服机构输出端的角度增量，θ₀为航天器伺服机构输出端的角度初值，N为航天器伺服机构的传动机构减速比；

根据所述航天器伺服机构的目标信号实现对所述航天器伺服机构的反馈信号的自动闭环容错控制，包括：

根据所述航天器伺服机构的预设角度对所述角度传感器的换算角度进行闭环控制，调整所述角度传感器的换算角度到所述航天器伺服机构的预设角度。

2.根据权利要求1所述的容错控制方法，其特征在于，当故障传感器为角度传感器时，所述反馈信号为所述航天器伺服机构的速度；

根据所述航天器伺服机构的预设值降级运行实现对所述航天器伺服机构的反馈信号的自动闭环容错控制，包括：

所述航天器伺服机构的预设速度降级运行，根据预设角度θ_cmd和换算角度θ_jcalc，得到运动增量Δθ，除以预设速度V_cmd，得到运行预设时间t_run，航天器伺服机构的电机按照航天器伺服机构的预设速度V_cmd、预设时间t_run运行，航天器伺服机构的电机的实际速度V_m和预设速度V_cmd存在误差，在预设速度V_cmd运行期间内累积，形成航天器伺服机构的角度误差θ_err，根据换算角度θ_jcak进行角度误差补偿。

3.根据权利要求1所述的容错控制方法，其特征在于，当故障传感器为所述电机转子角度传感器时，所述反馈信号为所述电机转子角度传感器的换算角度，所述目标信号为所述航天器伺服机构的预设速度；

根据所述航天器伺服机构的目标信号实现对所述航天器伺服机构的反馈信号的自动闭环容错控制，包括：

对所述航天器伺服机构的预设速度在运行时间上进行积分，得到所述航天器伺服机构电机转子的理论角度，对所述理论角度进行360°取模，实现对所述电机转子角度传感器的换算角度进行自动闭环容错控制。

4.根据权利要求3所述的容错控制方法，其特征在于，当故障传感器为所述电机转子角度传感器时，所述反馈信号为所述电机转子角度传感器的换算角度；

根据所述航天器伺服机构的预设值降级运行实现对所述航天器伺服机构的反馈信号的自动闭环容错控制，包括：

以所述航天器伺服机构的预设电压进行开环降级运行，实现对所述电机转子角度传感器的换算角度进行自动闭环容错控制。

5.根据权利要求1所述的容错控制方法，其特征在于，当故障传感器为所述电机电流传感器时，控制环路中电流环不再使用，所述反馈信号为所述航天器伺服机构角度和电子转子角度，所述目标信号为所述航天器伺服机构的预设角度或速度；

根据所述航天器伺服机构的目标信号实现对所述航天器伺服机构的反馈信号的自动闭环容错控制，包括：

根据所述航天器伺服机构的预设角度或速度对速度环的输出电压进行闭环控制，控制环路中屏蔽电流环，对速度环控制器的参数进行适应性调整。