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公开(公告)号：CN107544459A
公开(公告)日：2018-01-05
申请号：CN201710790344.0
申请日：2017-09-05
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G05B23/02
Abstract: 本发明公开了一种控制系统的多重故障诊断优化方法，包括：根据离散状态空间模型，分别构建执行机构和传感器各自对应的未知输入卡尔曼滤波器组；根据第i个执行机构对应的卡尔曼滤波器第k步时的最优状态估计量 和第i个传感器对应的卡尔曼滤波器第k步时的最优状态估计量 得到执行机构和传感器各自对应的输出估计误差残差；对输出估计误差残差进行加权平方和处理，得到相应的加权平方残差；根据加权平方残差与构检测阈值的比较结果，得到初步诊断结果；根据初步诊断结果，输出隔离策略和最终诊断结果。本发明利用结构受限的卡尔曼滤波器组进行控制系统多重故障隔离优化，可以得出状态感知的全局最优解，提高了控制系统故障诊断结果的准确性。
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公开(公告)号：CN104571087B
公开(公告)日：2017-08-29
申请号：CN201410827895.6
申请日：2014-12-26
Applicant: 北京控制工程研究所
Abstract: 一种噪声影响下航天器控制系统可诊断性确定方法，首先通过标准化模型和等价空间方法，建立航天器控制系统多元概率分布的统计模型；然后得到可检测性指标，进行故障可检测性能确定；最后得到可隔离性指标，进行故障可隔离性性能确定；本发明充分考虑了过程噪声和观测噪声等干扰因素对可诊断性能的影响，不需要设计任何故障诊断算法，仅依靠航天器控制系统的动力学、运动学、控制器模型等系统信息以及敏感器和执行器的配置/安装情况，即可实现故障可检测和可隔离性的确定，简化了航天器控制系统的故障诊断过程，同时可以为诊断算法的设计提供理论依据，优化了航天器控制系统的设计方法，提高了航天器控制系统设计的可控性。
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公开(公告)号：CN103699119B
公开(公告)日：2016-08-24
申请号：CN201310718995.0
申请日：2013-12-24
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G05B23/02
Abstract: 本发明公开了一种适用于仿射非线性系统的故障可诊断性分析方法，通过数学变换可将考虑摩擦等非线性因素的闭环控制系统转化为一类仿射非线性系统。针对该类系统，基于微分几何理论，给出了故障可诊断性（包括可检测性和可隔离性）的定义和判据；分别针对故障可检测性和可隔离性设计了两种量化指标；根据上述指标，通过控制系统的数学模型和输出/输出量的分布情况，实现了非线性闭环系统的故障可诊断性分析。本发明在不依赖任何故障诊断算法的情况下，能够将非线性控制系统的故障诊断提前到设计阶段，并为故障诊断算法的设计提供理论依据。
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公开(公告)号：CN103699131B
公开(公告)日：2016-05-04
申请号：CN201310738851.1
申请日：2013-12-26
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明公开了一种卫星控制系统离散积分滑模容错控制方法，基于卫星的离散线性系统模型设计离散积分滑模控制器，控制器的虚拟控制律为,通过故障诊断和参数辨识获得执行机构健康因子W；根据控制量vk和执行机构健康因子W采用基于力矩可达集的直接分配方法获得每个执行机构的控制力矩uk；所述基于力矩可达集的直接分配方法将可达集表面按照表面法向量和目标向量之间的夹角由小到大的顺序排列。本发明方法能够有效的在线处理含健康因子不准确、多故障和多种不确定性同时存在的卫星姿态控制问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN102789519B
公开(公告)日：2015-04-22
申请号：CN201210211482.6
申请日：2012-06-18
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G06F17/50
Abstract: 卫星控制系统部件的重要度确定方法，(1)构建卫星控制系统功能树，功能树的不同层次之间根据卫星控制系统的功能实现方式采用与门或或门进行连接；(2)根据功能树不同层次间的与或关系，采用下行法或者上行法确定功能树的割集族C，所述割集族中的元素为割集，割集为实现卫星控制系统功能的部件集合；(3)将步骤(2)中确定的割集族C进行吸收处理，得到功能树的最小割集族Cmin，最小割集族Cmin中的元素为最小割集cmin，最小割集cmin为实现卫星控制系统功能所需的最少部件的集合；(4)确定功能树中的每个部件的重要度。本发明克服FMEA技术只能给出单点故障的不足，能够为卫星的可靠性和可重构性设计提供依据。
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公开(公告)号：CN102735259B
公开(公告)日：2014-11-19
申请号：CN201210201911.1
申请日：2012-06-18
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G01C25/00
Abstract: 一种基于多层状态估计器的卫星控制系统故障诊断方法，能够在硬件冗余条件不满足的情况下，实现光学敏感器和惯性敏感器的故障隔离。该方法基本流程为：首先，建立用于描述光学敏感器和惯性敏感器之间输出关系的解析模型；然后，基于模型分别设计两层状态估计器，第1层状态估计器产生的残差对光学敏感器故障和惯性敏感器故障都敏感，而第2层状态估计器的残差不受惯性敏感器故障的影响。这样，通过检测第1层状态估计器的残差并与事先设定的阈值相比较，可以判断是否发生故障；如果发生故障，可以根据第2层状态估计器的残差区分光学敏感器故障和惯性敏感器故障。
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公开(公告)号：CN103676655A
公开(公告)日：2014-03-26
申请号：CN201310718902.4
申请日：2013-12-24
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种卫星控制系统可重构性指标分配方法，（1）对部件的重要性、可靠性和技术成熟度进行量化，计算可重构性度量指标的加权因子；（2）从卫星控制系统功能角度建立卫星控制系统的功能树；（3）针对步骤（2）建立的功能树，采用下行法或者上行法确定功能树的最小路集族R；（4）利用步骤（一）中得到的加权因子和步骤（3）得到的最小路集R进行可重构性度量指标的分配。本发明基于功能树的可重构性模型，实现了可重构性设计指标从系统到部件的分配，为卫星的可重构性设计提供了依据。
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公开(公告)号：CN102735877B
公开(公告)日：2014-02-19
申请号：CN201210211502.X
申请日：2012-06-18
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G01P21/02
Abstract: 一种基于相关矩阵的卫星角速率测量敏感器测点优化方法，(1)对角速率测量敏感器进行功能模块划分，建立各功能模块的信号流图，并在信号流图中标明所有测点；(2)对角速率测量敏感器进行故障模式影响分析FMEA，确定角速率测量敏感器的故障模式以及故障影响，并根据故障影响将故障模式添加到信号流图中；(3)建立故障-测点相关矩阵，(4)根据信号流图，对相关矩阵赋值；(5)根据步骤(4)建立的故障-测点相关矩阵D，对角速率测量敏感器进行故障可检测性分析。本发明克服现有技术的不足，能够保证在满足资源约束的情况下检测和分离尽可能多的故障，为卫星控制系统的可诊断性设计提供依据。
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公开(公告)号：CN103019227A
公开(公告)日：2013-04-03
申请号：CN201210519855.6
申请日：2012-11-30
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G05B23/02
Abstract: 一种基于故障要素描述的卫星控制系统故障识别方法，首先确定描述卫星控制系统发生各种系统故障、部件故障、模块故障、器件故障时对应的故障特征参数；然后利用故障特征参数对已知的卫星控制系统的故障模式进行规范描述，并利用规范描述后的故障模式构建故障模式树，故障模式树中的每一个交叉点都是卫星中的一个实体，交叉点采用故障特征参数组合描述，交叉点之间的各连线作为下一级故障源对上一级故障的故障特征参数的影响通道；当故障发生时，查找故障所在交叉点至与其有联系的最低/高级交叉点的所有影响通道的组合作为计算通道，即可获得可能的故障源头/故障引发对象。本发明故障识别方法简单、明确，易于工程实现。
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