申请/专利权人：北京航空航天大学杭州创新研究院

申请日：2021-11-15

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN114036678B

主分类号：G06F30/17

分类号：G06F30/17;G06F30/20;G06F119/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2022.03.01#实质审查的生效;2022.02.11#公开

摘要：本发明涉及一种基于飞轮单元可靠性动态的卫星控制动态调节延寿方法，它针对卫星姿态控制系统长时间无人值守和缺乏维护下的退化失效问题，提出了一种基于飞轮可靠性建模预测的控制动态调节自主延寿方法。首先，建立飞轮的退化随机过程模型；其次，基于飞轮的退化随机过程模型建立飞轮可靠性评估模型；然后，联立卫星姿态动力学方程、飞轮退化随机过程模型和飞轮可靠性评估模型建立扩张飞轮退化‑姿态耦合动力学模型；最后，设计模型预测控制框架下的卫星姿态和飞轮退化所对应的权重系数的动态调节策略。本发明实现控制性能与使用寿命间的权衡，其原理和计算过程简单易懂，容易实现工程化应用，其产生的航天器在轨自主延寿效果具有较大的经济和社会效益。

主权项：1.一种基于飞轮单元可靠性动态的卫星控制动态调节延寿方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，以飞轮润滑剂剩余量、电流或轴温作为性能退化表征量，性能退化表征量的退化形式服从非线性耦合维纳过程，且性能退化速率与飞轮控制作用或姿态控制系统状态相关，利用加速退化试验中描述退化模型参数和工作载荷间关系的加速模型，建立性能退化速率与控制作用或姿态控制系统状态间的关系，建立飞轮的退化随机过程模型；第二步，飞轮在特定时间的可靠度定义为飞轮退化量值在该时间内未超过规定失效阈值的概率，基于第一步建立的飞轮退化随机过程模型和可靠度定义，建立飞轮的可靠性评估模型；第三步，将第一步建立的飞轮退化随机过程模型写为微分形式，得到飞轮的退化动态模型，并将退化动态模型和第二步建立的飞轮可靠性评估模型融入卫星俯仰轴姿态动力学模型，建立俯仰轴的扩张飞轮退化-姿态耦合动力学模型；第四步，基于第二步建立的飞轮可靠性评估模型获得飞轮寿命预测结果，并基于第三步建立的扩张飞轮退化-姿态耦合动力学模型设计具有飞轮退化和俯仰角混合目标函数及相应约束的模型预测控制框架，进而根据飞轮寿命预测结果，设计模型预测控制框架下的权重动态调节策略，从而完成基于飞轮单元可靠性动态的卫星控制动态调节延寿方法。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京航空航天大学杭州创新研究院 一种基于飞轮单元可靠性动态的卫星控制动态调节延寿方法

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