卫星姿态控制系统故障诊断研究

故障诊断技术对于确保航天器运行的可靠性和安全性至关重要,本文以卫星姿态控制系统为研究对象,从理论方面对卫星姿态控制系统故障诊断技术展开研究,引入Agent技术建立了控制系统故障诊断体系结构,采用小波分析作为故障诊断的工具,论文工作主要包括以下几个方面: 第一,给出卫星姿态控制系统描述,确定该系统中被研究的部件。在阐述了卫星运动姿态的描述方法、姿态运动学和动力学方程,对测量机构和执行机构进行介绍之后,分析卫星姿态控制系统的特点,按照根据故障发生位置来划分故障的原则,论文对飞轮、陀螺和星敏感器的故障发生问题进行研究。 第二,引用Agent技术设计卫星姿态控制系统故障诊断的体系结构。通过分析比较不同类型的Agent和不同组织结构的多Agent的特点,采用分布式的多Agent系统设计卫星姿态控制系统,该系统由传统卫星姿态控制系统、故障检测Agent、故障诊断Agent和容错Agent组成。采用慎思Agent结构设计故障诊断Agent,故障诊断Agent由传感器、诊断模块、故障定位模块和通信模块组成。 第三,使用小波分析作为故障诊断的方法并进行研究。根据小波的多分辨分析特性,本文采用Mallat算法作为故障诊断的工具,利用构造估计模型以获得残差,对残差进行小波变换并进行分析的思想进行故障诊断,仿真说明该方法不仅可以诊断出故障发生的时刻,同时能够诊断出故障发生的位置,仿真结果验证了这种方法的有效性。