基于矢量观测的陀螺故障诊断算法

卫星在轨运行期间,采用反作用轮进行姿态控制及推力器进行位置保持,星体惯量会发生改变并存在控制力矩.提出了一种基于运动学方程的矢量观测算法应用于陀螺故障诊断,采用广义罗德里格参数描述卫星姿态,避免了四元数在计算过程中出现模值不为一的情况;计算过程中采用四元数进行姿态运动学计算,避免了广义罗格里德参数复杂的积分运算.针对陀螺突变和缓变两种故障,分别在角速度幅值变化很小和幅值缓慢减小两类情况下进行仿真.仿真结果表明,该算法可有效估计星体角速度,在上述两类情况下均能准确地对突变和缓变故障进行诊断,不受星体惯量变化和控制力矩的影响,并且计算量较小,对工程应用具有较好的参考价值.