本文關鍵詞：衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)故障診斷研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：由于航天科技的飛速發(fā)展,空間環(huán)境的日益復雜,衛(wèi)星的規(guī)模也向著巨型化不斷發(fā)展,這也對衛(wèi)星的故障診斷技術提出了更苛刻的要求。本文首先確立以衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)為研究對象,對衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)故障診斷技術進行了理論方面的研究,結合自適應觀測器和貝葉斯網絡方法的優(yōu)點,對衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)出現(xiàn)的執(zhí)行機構故障進行診斷。論文主要進行了以下幾項工作： 首先對故障診斷的概念、故障診斷常用的方法及分類簡要的介紹,并系統(tǒng)地分析了航天器故障診斷常用方法,以及航天器故障診斷技術的發(fā)展方向。 列舉了幾種衛(wèi)星常用的坐標系,并對衛(wèi)星的姿態(tài)描述方法進行介紹。根據(jù)衛(wèi)星的物理描述,給出了衛(wèi)星的姿態(tài)運動學方程和動力學方程。針對系統(tǒng)中易于發(fā)生故障的測量機構與執(zhí)行機構,結合其可能發(fā)生的故障,進行了簡單的描述,并給出了相對應的數(shù)學模型。建立衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的閉環(huán)仿真模型,為后兩章的故障診斷研究奠定基礎。 針對系統(tǒng)執(zhí)行機構的常見故障,結合人工神經網絡的優(yōu)點,基于徑向基函數(shù)(Radial Basis Function, RBF)人工神經網絡,設計出相應的自適應故障診斷觀測器。利用Lyapunov穩(wěn)定性定理證明了基于RBF神經網絡的自適應故障診斷觀測器的穩(wěn)定性。通過與故障檢測觀測器進行對比,驗證了自適應觀測器的有效性和優(yōu)越性,完成了系統(tǒng)級到部件級的故障診斷,實現(xiàn)了對執(zhí)行機構故障的實時診斷。 針對動量輪故障中存在的不確定性,提出了基于貝葉斯網絡的故障診斷方法。簡要介紹了貝葉斯網絡的概率理論基礎及故障模式和影響分析(FMEA)分析獲取故障知識的方法。在結合貝葉斯網絡模型、FMEA及“故障原因—故障模式—故障影響”因果關系的基礎上,提出按結構組成分層構建CME(Cause-Mode-Effect)三層網絡進行診斷。詳細介紹了動量輪貝葉斯網絡故障診斷模型的構建方法、推理過程,并通過仿真說明了該方法的便捷性,最終完成部件級到元件級的故障診斷。
【關鍵詞】：衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng) 故障診斷 自適應觀測器 貝葉斯網絡
【學位授予單位】：廈門大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：V448.2;V467
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 緒論11-15
• 1.1 課題背景11
• 1.2 故障診斷綜述11-12
• 1.2.1 故障診斷的基本概念11
• 1.2.2 故障診斷方法的分類與概述11-12
• 1.3 航天器故障診斷技術綜述12-14
• 1.3.1 航天器故障診斷方法綜述12-13
• 1.3.2 航天器故障診斷技術的發(fā)展方向13-14
• 1.4 本文主要研究內容14-15
• 第二章 衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)建模15-28
• 2.1 引言15
• 2.2 衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)框圖15-18
• 2.2.1 反作用動量輪16-17
• 2.2.2 陀螺17
• 2.2.3 星敏感器17-18
• 2.3 衛(wèi)星姿態(tài)運動學與動力學基礎18-25
• 2.3.1 常用坐標系18-19
• 2.3.2 衛(wèi)星姿態(tài)描述19-23
• 2.3.3 衛(wèi)星姿態(tài)運動學建模23-24
• 2.3.4 衛(wèi)星姿態(tài)動力學建模24-25
• 2.4 衛(wèi)星故障分析25-26
• 2.5 系統(tǒng)仿真模型26-27
• 2.6 本章小結27-28
• 第三章 基于自適應觀測器的故障診斷設計28-38
• 3.1 引言28
• 3.2 故障檢測觀測器28-30
• 3.3 徑向基函數(shù)神經網絡30-31
• 3.4 基于自適應的故障診斷觀測器設計31-33
• 3.5 仿真算例33-37
• 3.6 本章小結37-38
• 第四章 基于貝葉斯網絡的故障診斷設計38-50
• 4.1 引言38
• 4.2 貝葉斯網絡38-43
• 4.2.1 貝葉斯網絡簡介38-41
• 4.2.2 D-分離判定準則41-43
• 4.2.3 貝葉斯網絡類型43
• 4.3 故障模式和影響分析(FMEA)方法介紹43-45
• 4.3.1 FMEA方法概述43-44
• 4.3.2 FMEA分析步驟44-45
• 4.4 貝葉斯網絡模型的建立45-46
• 4.4.1 貝葉斯網絡拓撲的建立45-46
• 4.4.2 條件概率表的確定46
• 4.5 仿真算例46-49
• 4.6 本章小結49-50
• 總結與展望50-52
• 參考文獻52-55
• 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文55-56
• 致謝56

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳雪芹;集成故障診斷與容錯控制研究及在衛(wèi)星姿態(tài)控制中的應用[D];哈爾濱工業(yè)大學;2008年

  本文關鍵詞：衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)故障診斷研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：291478