脉冲输出冗余捷联惯导的故障诊断研究

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1、第34卷第1期2015年2月飞行器测控学报JournalofSpacecranTT＆CTechnologyV01．34No．1Feb．2015引用格式：王易南，任子君，闫杰．脉冲输出冗余捷联惯导的故障诊断研究[J]．飞行器测控学报，2015，34(1)：83—86．wangYinan，RenZ巧un，YanJie．FaultdiagnosisandisolationinpulseoutputredundantIMUs[J]．JournalofSpacecraftTT&CTechnology，2015，34(1)；83—86．脉冲输出冗余捷联惯导的故障诊断研究王易南1，任子君2，

2、闫杰2(1．北京宇航系统工程研究所·北京·100076；2．西北工业大学航天学院·西安·710072)摘要：箭栽冗余捷联惯导采甩脉冲量化形式输出测量数据。脉冲量化会打乱原始测量信号中的误差构成，带来50(。)／h的瞬时漂移，这给故障诊断带来困难。针对脉冲量化导致冗余捷联惯导故障诊断困难的问题，提出了利用低通滤波器降低量化噪声的方法。以冗余捷联惯导故障诊断方法中的GLT(Generalized“kelihoodTest，广义似然比法)为基础，结合低通滤波器对比研究了输出量化前后故障诊断的效果，发现了低通滤波器可以改善量化后故障诊断的效果。仿真试验表明：改进后的故障诊断效果接近于量

3、化前的故障诊断效果，能准确检测到5(。)／h的阶跃型故障。关键词：捷联惯导；故障诊断(FDI)；广义似然比法(GLT)；脉冲量化输出；低通滤波器中图分类号：V249文献标志码：A文章编号：1674—5620(2015)01—0083一04DoI：10．7642／i．issn．1674—5620．2015一01—0083一04FaultDiagnosisandIsolationinPulseoutputofRedundantIMUsWANGYinanl，RENZijun2，YANJie21．Be玎ing1nstituteofAstronauticalSystemsEngineer

4、ing，Be珏inglO0076；2．CollegeofAstronautics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072)Abst憎ct：TheoutputofredundantIMUs(InertialMeasurementUnits)inrocketsisintheformofquantizedpulse，andthisdisorganizesthecompositionoferrorsandbringsaboutaninstantaneousdriftof50(。)／h．Asaresult，itmakesFDI(Fa

5、ultDetectionandIsolation)inredundant1MUsmoredifficult．AlowDassfilterisintroducedtolow—erquantizationnoisetosolvetheproblem．Theeffectivenessofthelowpass“lterisvalidatedthroughacomparativestudyofFDIbeforeandafteroutputquantizationbasedonGLT(GeneralizedLikelihoodTest)inIMUfaultdiagno—sismethoda

6、ndincombinationwithlowDassfilters．SimulationandtestshowthatFDIeffectivenessisclosetothatbeforequantizationaftertheimprovement．Thelowpassfiltersuccessfullydetectsandisolatesasteppedfaultof5(。)／h．KeywordS：InertialMeasurementUnit(IMU)；FaultDetectionandIsolation(FDI)；GeneralizedLikelihoodTest(GL

7、T)；pulsequantizationandoutput；lowpassfilter0引言随着捷联惯导技术的成熟，捷联惯导已成为重要的箭上设备之一。捷联惯导的可靠性决定着箭载控制系统的可靠性，控制系统失效会导致严重的发射事故。采用冗余的方式提高捷联惯导的可靠性是可行的‘1。引，当出现故障时，如何及时地检测并隔离发生故障的惯性传感器是一个需要研究的问题‘5‘1⋯。本文以3套常规配置捷联惯导共轴安装的冗余配置(三捷联配置)为基础，探讨其故障诊断方*收稿日期：2014—11—24；修回日期：20