CN114166213B - 一种基于冗余管理的惯性系统的异常处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于冗余管理的惯性系统的异常处理方法,包括:判断八表捷联惯组加速度计输出是否异常;否,则进入下一步判断;是,则生成异常类型标志,并根据异常类型进行异常数据替换;判断八表捷联惯组陀螺输出是否异常;否,则进入下一步判断;是,则生成异常类型标志,并根据异常类型进行异常数据替换;判断惯性平台加速度计输出是否为异常;否,则进入下一步判断;是,则生成异常类型标志,并根据异常类型进行异常数据替换;判断惯性平台姿态输出是否为异常数据;否,则惯性系统的输出正常;是,则生成异常类型标志,并根据异常类型进行异常数据替换。本发明避免了导航数据的跳变和波动,改善惯性器件输出异常条件下的飞行控制品质。
Description
技术领域
本发明涉及导航制导与控制技术领域,尤其涉及一种基于冗余管理的惯性系统的异常处理方法。
背景技术
为了提高飞行器导航计算的可靠性,机载惯性系统参与导航控制的惯性器件采用冗余方案。在飞行器实际飞行过程中,冗余惯性器件的测量信息可能出现异常数据。针对冗余管理过程中诊断出的部分惯性器件异常数据,在最终在确定惯性器件故障并切除前,需要将其进行合理取舍和处理,保障惯性器件冗余管理的合理运行,以及提供其后续导航参数计算所需的平滑、可信的导航原始计算数据。
发明内容
鉴于上述的分析,本发明旨在提供一种基于冗余管理的惯性系统的异常处理方法,解决惯性系统冗余管理过程中遇到的异常数据的处理问题。
本发明提供的技术方案是:
本发明公开了一种基于冗余管理的惯性系统的异常处理方法,包括:
判断八表捷联惯组加速度计输出是否异常;否,则进入下一步判断;是,则生成异常类型标志,并根据异常类型进行异常数据替换;
判断八表捷联惯组陀螺输出是否异常;否,则进入下一步判断;是,则生成异常类型标志,并根据异常类型进行异常数据替换;
判断惯性平台加速度计输出是否为异常;否,则进入下一步判断;是,则生成异常类型标志,并根据异常类型进行异常数据替换;
判断惯性平台姿态输出是否为异常数据;否,则惯性系统的输出正常;是,则生成异常类型标志,并根据异常类型进行异常数据替换。
进一步地,所述八表捷联惯组加速度计输出的异常包括极值异常、零值异常和一致性异常;
在每一个运算周期,
判断八表捷联惯组加速度计输出的异常类型为极值异常或零值异常时,输出对应的极值异常或零值异常标志,并对该运算周期的八表捷联惯组加速度计输出的异常数据进行替换;
判断八表捷联惯组加速度计输出的异常类型为一致性异常时,输出对应的一致性异常标志;
并根据出现的极值异常、零值异常和一致性异常进行八表捷联惯组加速度计异常判断,输出八表捷联惯组加速度计异常标志。
进一步地,八表捷联惯组包括三个正交方向加速度计Ax1,Ay1,Az1和斜置方向加速度计As;在八表捷联惯组加速度计的极值异常判断中,极值异常标志
式中,E1_i中i取1~4;分别表示4个加速度计的极值异常标志;ΔNaβ为八表捷联惯组加速度计测量的飞行器视加速度增量;β为x1、y1、z1、s;和/>为八表捷联惯组加速度计极值异常门限的下限和上限;
若极值异常标志E1_i=1且i∈{1,2,3},则八表捷联惯组加速度计数据异常,八表捷联惯组加速度计Ax1,Ay1,Az1和As均采用ΔNaβ(m)=ΔNaβ(m-1)进行异常数据替换;
若极值异常标志E1_i=1且i=4,则八表捷联惯组加速度计数据异常,斜置方向加速度计As的视加速度增量采用ΔNas(m)=ΔNas(m-1)进行异常数据替换,三个正交方向加速度计Ax1,Ay1,Az1视加速度增量数据不进行替换;m为运算周期数。
进一步地,八表捷联惯组包括三个正交方向加速度计Ax1,Ay1,Az1和斜置方向加速度计As;八表捷联惯组加速度计的零值异常判断中,
零值异常标志
式中,E2_i中i取1~4;分别表示4个加速度计的零值异常标志;ΔNaβ为八表捷联惯组加速度计测量的飞行器视加速度增量;β为x1、y1、z1、s;δNaβ为八表捷联惯组加速度计零值异常门限;
若零值异常标志E2_i=1且i∈{1,2,3},则八表捷联惯组加速度计数据异常,八表捷联惯组加速度计Ax1,Ay1,Az1和As均采用ΔNaβ(m)=ΔNaβ(m-1)进行异常数据替换;
若零值异常标志E2_i=1且i=4,则八表捷联惯组加速度计数据异常,斜置方向加速度计As的视加速度增量采用ΔNas(m)=ΔNas(m-1)进行异常数据替换,三个正交方向加速度计Ax1,Ay1,Az1视加速度增量不进行替换;m为运算周期数。
进一步地,所述八表捷联惯组陀螺仪输出的异常包括极值异常、零值异常和一致性异常;
在每一个运算周期,
判断八表捷联惯组陀螺仪输出的异常类型为极值异常或零值异常时,输出对应的极值异常或零值异常标志,并对该运算周期的八表捷联惯组陀螺仪输出的异常数据进行替换;
判断八表捷联惯组陀螺仪输出的异常类型为一致性异常时,输出对应的一致性异常标志;
并根据出现的极值异常、零值异常和一致性异常进行八表捷联惯组陀螺仪异常判断,输出八表捷联惯组陀螺仪异常标志。
进一步地,八表捷联惯组包括三个正交方向陀螺仪Gx1,Gy1,Gz1和斜置方向陀螺仪Gs;在八表捷联惯组陀螺仪的极值异常判断中,
极值异常标志
式中,E4_i中i取1~4;分别表示4个陀螺仪的极值异常标志;ΔNgη为八表捷联惯组陀螺仪测量的飞行器角运动增量;η为x1、y1、z1、s;和/>为八表捷联惯组陀螺仪极值异常门限的下限和上限;
若极值异常标志E4_i=1且i∈{1,2,3},则八表捷联惯组陀螺仪数据异常,八表捷联惯组陀螺仪Gx1,Gy1,Gz1和Gs均采用ΔNgη(n)=ΔNgη(n-1)进行异常数据替换;
若极值异常标志E4_i=1且i=4,则八表捷联惯组陀螺仪数据异常,斜置方向陀螺仪Gs的角运动增量采用ΔNgs(n)=ΔNgs(n-1)进行异常数据替换,三个正交方向陀螺仪Gx1,Gy1,Gz1角运动增量数据不进行替换;n为运算周期数。
进一步地,八表捷联惯组包括三个正交方向陀螺仪Gx1,Gy1,Gz1和斜置方向陀螺仪Gs;在八表捷联惯组陀螺仪的零值异常判断中,
零值异常标志
式中,E5_i中i取1~4;分别表示4个陀螺仪的零值异常标志;ΔNgη为八表捷联惯组陀螺仪测量的飞行器角运动增量;η为x1、y1、z1、s;为八表捷联惯组陀螺仪零值故障门限;
若零值异常标志E5_i=1且i∈{1,2,3},则八表捷联惯组陀螺仪数据异常,八表捷联惯组陀螺仪Gx1,Gy1,Gz1和Gs均采用ΔNgη(n)=ΔNgη(n-1)进行异常数据替换;
若零值异常标志E5_i=1且i=4,则八表捷联惯组陀螺仪数据异常,斜置方向陀螺仪Gs的角运动增量采用E5_i=1且i=4进行异常数据替换,三个正交方向陀螺仪Gx1,Gy1,Gz1角运动增量数据不进行替换;n为运算周期数。
进一步地,所述惯性平台包括三个正交方向加速度计Ax,Ay,Az;所述惯性平台加速度计输出的异常包括极值异常;
在每一个运算周期,判断惯性平台加速度计输出的异常为极值异常时,输出对应的极值异常标志,并对该运算周期的惯性平台加速度计输出的异常数据进行替换;
极值异常标志
式中,E7_i中i取1~3;分别表示3个加速度计的极值异常标志;ΔNaρ为惯性平台加速度计测量的飞行器视加速度增量;ρ为x、y、z;和/>为惯性平台加速度计极值异常门限的下限和上限;
若极值异常标志E7_i=1且i∈{1,2,3},则惯性平台加速度计数据异常,惯性平台加速度计Ax,Ay,Az采用ΔNaρ(m)=ΔNaρ(m-1)进行异常数据替换。
进一步地,所述惯性平台包括三个正交方向加速度计Ax,Ay,Az;所述惯性平台加速度计输出的异常包括零值异常;
在每一个运算周期,判断惯性平台加速度计输出的异常为零值异常时,输出对应的零值异常标志,并对该运算周期的惯性平台加速度计输出的异常数据进行替换;
零值异常标志
式中,E8_i中i取1~3;分别表示3个加速度计的零值异常标志;ΔNaρ为惯性平台加速度计测量的飞行器视加速度增量;ρ为x、y、z;为惯性平台加速度计零值故障门限;
若零值异常标志E8_i=1且i∈{1,2,3},则惯性平台加速度计数据异常,惯性平台加速度计Ax,Ay,Az采用ΔNaρ(m)=ΔNaρ(m-1)进行异常数据替换。
进一步地,所述惯性平台输出的三个方向上的姿态信息为在每一个运算周期,判断惯性平台姿态信息异常时,输出对应的姿态异常标志,并对该运算周期的惯性平台姿态异常数据进行替换;
姿态异常标志 为姿态误差门限;
若姿态异常标志E9=1,则惯性平台姿态数据异常,采用同周期的八表捷联惯组计算的姿态数据进行异常数据替换。
本发明的有益效果:
本发明针惯性系统对主从冗余控制过程中遇到的各类惯性器件输出信号异常的问题,给出了综合当前信息和以往信息的异常信息取舍及处理的解决方案,有效改善惯性器件数据异常条件下的飞行控制品质,避免了利用惯性器件进行导航计算时的输入数据的跳变和波动,有效改善惯性器件输出异常条件下的飞行控制品质。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的,而并不认为是对本发明的限制,在整个附图中,相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明实施例中异常处理方法流程图;
图2为本发明实施例中异常处理方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例,其中,附图构成本申请一部分,并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
本实施例中的惯性系统为“惯性平台+八表捷联惯组”的冗余系统,本实施例中的方法在惯性系统进行主从冗余管理过程中诊断出的部分惯性器件异常信息,在最终在确定惯性器件故障并切除前,将其进行合理取舍和处理,保障惯性器件冗余管理方案的合理运行。
在本实施例中,异常是指,在某一个计算周期内,在平台八表惯组主从冗余故障诊断过程中检测出的当前计算周期的惯性器件输出信息超出了正常合理的范围,但还未最终判定该惯性器件已经故障而无法参与飞行控制任务。
本实施例公开一种基于冗余管理的惯性系统的异常处理方法,如图1所示,包括:
步骤S1、判断八表捷联惯组加速度计输出是否异常;否,则进入下一步判断;是,则生成异常类型标志,并根据异常类型进行异常数据替换;
步骤S2、判断八表捷联惯组陀螺输出是否异常;否,则进入下一步判断;是,则生成异常类型标志,并根据异常类型进行异常数据替换;
步骤S3、判断惯性平台加速度计输出是否为异常;否,则进入下一步判断;是,则生成异常类型标志,并根据异常类型进行异常数据替换;
步骤S4、判断惯性平台姿态输出是否为异常数据;否,则惯性系统的输出正常;是,则生成异常类型标志,并根据异常类型进行异常数据替换。
具体的,在步骤S1中,所述八表捷联惯组加速度计输出的异常包括极值异常、零值异常和一致性异常;
在每一个运算周期,
判断八表捷联惯组加速度计输出的异常类型为极值异常或零值异常时,输出对应的极值异常或零值异常标志,并对该运算周期的八表捷联惯组加速度计输出的异常数据进行替换;
判断八表捷联惯组加速度计输出的异常类型为一致性异常时,输出对应的一致性异常标志;
并根据出现的极值异常、零值异常和一致性异常进行八表捷联惯组加速度计异常判断,输出八表捷联惯组加速度计异常标志。
更具体的,八表捷联惯组包括三个正交方向加速度计Ax1,Ay1,Az1(测量轴相互垂直)和斜置方向加速度计As(其它3个加速度计的测量轴都不垂直);在八表捷联惯组加速度计的极值异常判断中,
极值异常标志
式中,E1_i中i取1~4;分别表示4个加速度计的极值异常标志;ΔNaβ为八表捷联惯组加速度计测量的飞行器视加速度增量(脉冲量);β为x1、y1、z1、s;和为八表捷联惯组加速度计极值异常门限的下限和上限;
若极值异常标志E1_i=1且i∈{1,2,3},则八表捷联惯组加速度计数据异常,八表捷联惯组加速度计Ax1,Ay1,Az1和As均采用ΔNaβ(m)=ΔNaβ(m-1)进行异常数据替换;
若极值异常标志E1_i=1且i=4,则八表捷联惯组加速度计数据异常,斜置方向加速度计As的视加速度增量采用ΔNas(m)=ΔNas(m-1)进行异常数据替换,三个正交方向加速度计Ax1,Ay1,Az1视加速度增量数据不进行替换;m为运算周期数。
具体的,八表捷联惯组加速度计的零值异常判断中,
零值异常标志
式中,E2_i中i取1~4;分别表示4个加速度计的零值异常标志;ΔNaβ为八表捷联惯组加速度计测量的飞行器视加速度增量(脉冲量);β为x1、y1、z1、s;为八表捷联惯组加速度计零值异常门限;
若零值异常标志E2_i=1且i∈{1,2,3},则八表捷联惯组加速度计数据异常,八表捷联惯组加速度计Ax1,Ay1,Az1和As均采用ΔNaβ(m)=ΔNaβ(m-1)进行异常数据替换;
若零值异常标志E2_i=1且i=4,则八表捷联惯组加速度计数据异常,斜置方向加速度计As的视加速度增量采用ΔNas(m)=ΔNas(m-1)进行异常数据替换,三个正交方向加速度计Ax1,Ay1,Az1视加速度增量不进行替换;m为运算周期数。
当八表捷联惯组加速度计出现极值异常或零值异常时,通过上述方法将异常数据进行替换,从而保证了八表捷联惯组加速度计数据的连续性和平滑,避免了跳变和波动。
具体的,当八表捷联惯组加速度计出现一致性异常时,在一致性异常判断中,
一致性异常标志
式中,dWax1,dWay1,dWaz1,dWas表示Ax1,Ay1,Az1,As等4个八表捷联惯组加速度计测量到的视速度增量;ξ1为八表捷联惯组加速度计一致性故障门限,k1ax、k2ay、k3az为三个正交方向加速度计进行视速度合成的系数。
若一致性异常标志E3=1时,判断八表捷联惯组加速度计一致性异常时,输出一致性异常标志。
具体的,根据出现的极值异常、零值异常和一致性异常进行八表捷联惯组加速度计异常判断,输出八表捷联惯组加速度计异常标志EA:
若EA=1等于1时,表示八表捷联惯组加速度计异常,当EA=0时表示八表捷联惯组加速度计正常。
具体的,在步骤S2中,所述八表捷联惯组陀螺仪输出的异常包括极值异常、零值异常和一致性异常;
在每一个运算周期,
判断八表捷联惯组陀螺仪输出的异常类型为极值异常或零值异常时,输出对应的极值异常或零值异常标志,并对该运算周期的八表捷联惯组陀螺仪输出的异常数据进行替换;
判断八表捷联惯组陀螺仪输出的异常类型为一致性异常时,输出对应的一致性异常标志;
并根据出现的极值异常、零值异常和一致性异常进行八表捷联惯组陀螺仪异常判断,输出八表捷联惯组陀螺仪异常标志。
更具体的,八表捷联惯组包括三个正交方向陀螺仪Gx1,Gy1,Gz1(测量轴相互垂直)和斜置方向陀螺仪Gs(其它3个加速度计的测量轴都不垂直);在八表捷联惯组陀螺仪的极值异常判断中,
极值异常标志
式中,E4_i中i取1~4;分别表示4个陀螺仪的极值异常标志;ΔNgη为八表捷联惯组陀螺仪测量的飞行器角运动增量;η为x1、y1、z1、s;和/>为八表捷联惯组陀螺仪极值异常门限的下限和上限;
若极值异常标志E4_i=1且i∈{1,2,3},则八表捷联惯组陀螺仪数据异常,八表捷联惯组陀螺仪Gx1,Gy1,Gz1和Gs均采用ΔNgη(n)=ΔNgη(n-1)进行异常数据替换;
若极值异常标志E4_i=1且i=4,则八表捷联惯组陀螺仪数据异常,斜置方向陀螺仪Gs的角运动增量采用ΔNgs(n)=ΔNgs(n-1)进行异常数据替换,三个正交方向陀螺仪Gx1,Gy1,Gz1角运动增量数据不进行替换;n为运算周期数。
更具体的,在八表捷联惯组陀螺仪的零值异常判断中,
零值异常标志
式中,E5_i中i取1~4;分别表示4个陀螺仪的零值异常标志;ΔNgη为八表捷联惯组陀螺仪测量的飞行器角运动增量;η为x1、y1、z1、s;为八表捷联惯组陀螺仪零值故障门限;
若零值异常标志E5_i=1且i∈{1,2,3},则八表捷联惯组陀螺仪数据异常,八表捷联惯组陀螺仪Gx1,Gy1,Gz1和Gs均采用ΔNgη(n)=ΔNgη(n-1)进行异常数据替换;
若零值异常标志E5_i=1且i=4,则八表捷联惯组陀螺仪数据异常,斜置方向陀螺仪Gs的角运动增量采用E5_i=1且i=4进行异常数据替换,三个正交方向陀螺仪Gx1,Gy1,Gz1角运动增量数据不进行替换;n为运算周期数。
当八表捷联惯组陀螺仪出现极值异常或零值异常时,通过上述方法将异常数据进行替换,从而保证了八表捷联惯组陀螺仪数据的连续性和平滑,避免了跳变和波动。
具体的,当八表捷联惯组陀螺仪出现一致性异常时,在一致性异常判断中,
一致性异常标志
式中,式中,dΘgx1,dΘgy1,dΘgz1,dΘgs表示Gx1,Gy1,Gz1,Gs等4个八表捷联惯组陀螺仪测量到的角增量信息;χ1为八表捷联惯组陀螺仪一致性故障门限,k1gx、k2gy、k3gz为三个正交方向陀螺仪进行角度合成的系数。
若一致性异常标志E6=1时,判断八表捷联惯组陀螺仪一致性异常时,输出一致性异常标志。
具体的,根据出现的极值异常、零值异常和一致性异常进行八表捷联惯组陀螺仪异常判断,输出八表捷联惯组陀螺仪异常标志EG:
若EG=1等于1时,表示八表捷联惯组陀螺仪异常,当EG=0时表示八表捷联惯组陀螺仪正常。
具体的,在步骤S3中,所述惯性平台包括三个正交方向加速度计Ax,Ay,Az;所述惯性平台加速度计输出的异常包括极值异常和零值异常;
在每一个运算周期,判断惯性平台加速度计输出的异常为极值异常时,输出对应的极值异常标志,并对该运算周期的惯性平台加速度计输出的异常数据进行替换;
极值异常标志
式中,E7_i中i取1~3;分别表示3个加速度计的极值异常标志;ΔNaρ为惯性平台加速度计测量的飞行器视加速度增量;ρ为x、y、z;和/>为惯性平台加速度计极值异常门限的下限和上限;
若极值异常标志E7_i=1且i∈{1,2,3},则惯性平台加速度计数据异常,惯性平台加速度计Ax,Ay,Az采用ΔNaρ(m)=ΔNaρ(m-1)进行异常数据替换。
在每一个运算周期,判断惯性平台加速度计输出的异常为零值异常时,输出对应的零值异常标志,并对该运算周期的惯性平台加速度计输出的异常数据进行替换;
零值异常标志
式中,E8_i中i取1~3;分别表示3个加速度计的零值异常标志;ΔNaρ为惯性平台加速度计测量的飞行器视加速度增量;ρ为x、y、z;为惯性平台加速度计零值故障门限;
若零值异常标志E8_i=1且i∈{1,2,3},则惯性平台加速度计数据异常,惯性平台加速度计Ax,Ay,Az采用ΔNaρ(m)=ΔNaρ(m-1)进行异常数据替换。
具体的,在步骤S4中,所述惯性平台输出的三个方向上的姿态信息为在每一个运算周期,判断惯性平台姿态信息异常时,输出对应的姿态异常标志,并对该运算周期的惯性平台姿态异常数据进行替换;
姿态异常标志 为姿态误差门限;
若姿态异常标志E9=1,则惯性平台姿态数据异常,采用同周期的八表捷联惯组计算的姿态数据进行异常数据替换。
综上所述,本实施例针惯性系统对主从冗余控制过程中遇到的各类惯性器件输出信号异常的问题,给出了综合当前信息和以往信息的异常信息取舍及处理的解决方案,有效改善惯性器件数据异常条件下的飞行控制品质,避免了利用惯性器件进行导航计算时的输入数据的跳变和波动,有效改善惯性器件输出异常条件的飞行控制品质。
如图2所示,在主从冗余控制过程中,当八表捷联惯组加速度计输出极值异常或零值异常时,区分是正交方向或斜置方向上的异常,当正交方向出现异常时需要用上一个计算周期的4个方向上的八表捷联惯组加速度计输出信息替换掉本计算周期的加速度计输出信息;当斜置方向上出现异常时,只用上一个计算周期的该方向上的八表捷联惯组加速度计输出信息替换掉本计算周期的加速度计输出信息,三个正交方向的输出数据不进行替换;
当八表捷联惯组陀螺仪输出极值异常或零值异常时,区分是正交方向或斜置方向上的异常,当正交方向出现异常时需要用上一个计算周期的4个方向上的八表捷联惯组陀螺仪输出信息替换掉本计算周期的加速度计输出信息;当斜置方向上出现异常时,只用上一个计算周期的该方向上的八表捷联惯组陀螺仪输出信息替换掉本计算周期的陀螺仪输出信息,三个正交方向的输出数据不进行替换;
当惯性平台加速度计输出极值异常或零值异常时,则将当前计算周期的惯性平台三个方向上的加速度计输出信息用上一个计算周期的惯性平台三个方向上的加速度计输出信息进行替换。
当惯性平台姿态角输出异常时,则将当前计算周期的惯性平台三个方向上的姿态角输出信息用当前计算周期的八表捷联惯组三个方向上的姿态角输出信息进行替换。
通过以上判断和替换,避免了利用惯性器件进行导航计算时的输入数据的跳变和波动,有效改善惯性器件输出异常条件下的飞行控制品质,特别是,当惯性平台姿态角输出异常时,采用当前计算周期的八表捷联惯组三个方向上的姿态角输出信息作为替换信息,避免了采用惯性平台上一个计算周期的姿态角输出信息而造成的姿态数据不能跟随飞行器的姿态随动造成的数据错误。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于冗余管理的惯性系统的异常处理方法,其特征在于,包括:
判断八表捷联惯组加速度计输出是否异常;否,则进入下一步判断;是,则生成异常类型标志,并根据异常类型进行异常数据替换;
判断八表捷联惯组陀螺输出是否异常;否,则进入下一步判断;是,则生成异常类型标志,并根据异常类型进行异常数据替换;
判断惯性平台加速度计输出是否为异常;否,则进入下一步判断;是,则生成异常类型标志,并根据异常类型进行异常数据替换;
判断惯性平台姿态输出是否为异常数据;否,则惯性系统的输出正常;是,则生成异常类型标志,并根据异常类型进行异常数据替换;
所述八表捷联惯组加速度计输出的异常包括极值异常、零值异常和一致性异常;
在每一个运算周期,
判断八表捷联惯组加速度计输出的异常类型为极值异常或零值异常时,输出对应的极值异常或零值异常标志,并对该运算周期的八表捷联惯组加速度计输出的异常数据进行替换;
八表捷联惯组包括三个正交方向加速度计Ax1,Ay1,Az1和斜置方向加速度计As;在八表捷联惯组加速度计的极值异常判断中,
极值异常标志
式中,E1_i中i取1~4;分别表示4个加速度计的极值异常标志;ΔNaβ为八表捷联惯组加速度计测量的飞行器视加速度增量;β为x1、y1、z1、s;和/>为八表捷联惯组加速度计极值异常门限的下限和上限;
若极值异常标志E1_i=1且i∈{1,2,3},则八表捷联惯组加速度计数据异常,八表捷联惯组加速度计Ax1,Ay1,Az1和As均采用ΔNaβ(m)=ΔNaβ(m-1)进行异常数据替换;
若极值异常标志E1_i=1且i=4,则八表捷联惯组加速度计数据异常,斜置方向加速度计As的视加速度增量采用ΔNas(m)=ΔNas(m-1)进行异常数据替换,三个正交方向加速度计Ax1,Ay1,Az1视加速度增量数据不进行替换;m为运算周期数;
八表捷联惯组加速度计的零值异常判断中,
零值异常标志
式中,E2_i中i取1~4;分别表示4个加速度计的零值异常标志;ΔNaβ为八表捷联惯组加速度计测量的飞行器视加速度增量;β为x1、y1、z1、s;为八表捷联惯组加速度计零值异常门限;
若零值异常标志E2_i=1且i∈{1,2,3},则八表捷联惯组加速度计数据异常,八表捷联惯组加速度计Ax1,Ay1,Az1和As均采用ΔNaβ(m)=ΔNaβ(m-1)进行异常数据替换;
若零值异常标志E2_i=1且i=4,则八表捷联惯组加速度计数据异常,斜置方向加速度计As的视加速度增量采用ΔNas(m)=ΔNas(m-1)进行异常数据替换,三个正交方向加速度计Ax1,Ay1,Az1视加速度增量不进行替换;m为运算周期数;
判断八表捷联惯组加速度计输出的异常类型为一致性异常时,输出对应的一致性异常标志E3;
并根据出现的极值异常、零值异常和一致性异常进行八表捷联惯组加速度计异常判断,输出八表捷联惯组加速度计异常标志EA:
若EA=1等于1时,表示八表捷联惯组加速度计异常,当EA=0时表示八表捷联惯组加速度计正常。
2.根据权利要求1所述的异常处理方法,其特征在于,所述八表捷联惯组陀螺仪输出的异常包括极值异常、零值异常和一致性异常;
在每一个运算周期,
判断八表捷联惯组陀螺仪输出的异常类型为极值异常或零值异常时,输出对应的极值异常或零值异常标志,并对该运算周期的八表捷联惯组陀螺仪输出的异常数据进行替换;
判断八表捷联惯组陀螺仪输出的异常类型为一致性异常时,输出对应的一致性异常标志;
并根据出现的极值异常、零值异常和一致性异常进行八表捷联惯组陀螺仪异常判断,输出八表捷联惯组陀螺仪异常标志。
3.根据权利要求2所述的异常处理方法,其特征在于,八表捷联惯组包括三个正交方向陀螺仪Gx1,Gy1,Gz1和斜置方向陀螺仪Gs;在八表捷联惯组陀螺仪的极值异常判断中,
极值异常标志
式中,E4_i中i取1~4;分别表示4个陀螺仪的极值异常标志;ΔNgη为八表捷联惯组陀螺仪测量的飞行器角运动增量;η为x1、y1、z1、s;和/>为八表捷联惯组陀螺仪极值异常门限的下限和上限;
若极值异常标志E4_i=1且i∈{1,2,3},则八表捷联惯组陀螺仪数据异常,八表捷联惯组陀螺仪Gx1,Gy1,Gz1和Gs均采用ΔNgη(n)=ΔNgη(n-1)进行异常数据替换;
若极值异常标志E4_i=1且i=4,则八表捷联惯组陀螺仪数据异常,斜置方向陀螺仪Gs的角运动增量采用ΔNgs(n)=ΔNgs(n-1)进行异常数据替换,三个正交方向陀螺仪Gx1,Gy1,Gz1角运动增量数据不进行替换;n为运算周期数。
4.根据权利要求2所述的异常处理方法,其特征在于,
八表捷联惯组包括三个正交方向陀螺仪Gx1,Gy1,Gz1和斜置方向陀螺仪Gs;在八表捷联惯组陀螺仪的零值异常判断中,
零值异常标志
式中,E5_i中i取1~4;分别表示4个陀螺仪的零值异常标志;ΔNgη为八表捷联惯组陀螺仪测量的飞行器角运动增量;η为x1、y1、z1、s;为八表捷联惯组陀螺仪零值故障门限;
若零值异常标志E5_i=1且i∈{1,2,3},则八表捷联惯组陀螺仪数据异常,八表捷联惯组陀螺仪Gx1,Gy1,Gz1和Gs均采用ΔNgη(n)=ΔNgη(n-1)进行异常数据替换;
若零值异常标志E5_i=1且i=4,则八表捷联惯组陀螺仪数据异常,斜置方向陀螺仪Gs的角运动增量采用E5_i=1且i=4进行异常数据替换,三个正交方向陀螺仪Gx1,Gy1,Gz1角运动增量数据不进行替换;n为运算周期数。
5.根据权利要求1所述的异常处理方法,其特征在于,所述惯性平台包括三个正交方向加速度计Ax,Ay,Az;所述惯性平台加速度计输出的异常包括极值异常;
在每一个运算周期,判断惯性平台加速度计输出的异常为极值异常时,输出对应的极值异常标志,并对该运算周期的惯性平台加速度计输出的异常数据进行替换;
极值异常标志
式中,E7_i中i取1~3;分别表示3个加速度计的极值异常标志;ΔNaρ为惯性平台加速度计测量的飞行器视加速度增量;ρ为x、y、z;和/>为惯性平台加速度计极值异常门限的下限和上限;
若极值异常标志E7_i=1且i∈{1,2,3},则惯性平台加速度计数据异常,惯性平台加速度计Ax,Ay,Az采用ΔNaρ(m)=ΔNaρ(m-1)进行异常数据替换。
6.根据权利要求1所述的异常处理方法,其特征在于,所述惯性平台包括三个正交方向加速度计Ax,Ay,Az;所述惯性平台加速度计输出的异常包括零值异常;
在每一个运算周期,判断惯性平台加速度计输出的异常为零值异常时,输出对应的零值异常标志,并对该运算周期的惯性平台加速度计输出的异常数据进行替换;
零值异常标志
式中,E8_i中i取1~3;分别表示3个加速度计的零值异常标志;ΔNaρ为惯性平台加速度计测量的飞行器视加速度增量;ρ为x、y、z;为惯性平台加速度计零值故障门限;
若零值异常标志E8_i=1且i∈{1,2,3},则惯性平台加速度计数据异常,惯性平台加速度计Ax,Ay,Az采用ΔNaρ(m)=ΔNaρ(m-1)进行异常数据替换。
7.根据权利要求1所述的异常处理方法,其特征在于,所述惯性平台输出的三个方向上的姿态信息为在每一个运算周期,判断惯性平台姿态信息异常时,输出对应的姿态异常标志,并对该运算周期的惯性平台姿态异常数据进行替换;
姿态异常标志 为姿态误差门限;
若姿态异常标志E9=1,则惯性平台姿态数据异常,采用同周期的八表捷联惯组计算的姿态数据进行异常数据替换。
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CN202111277546.8A CN114166213B (zh) | 2021-10-29 | 2021-10-29 | 一种基于冗余管理的惯性系统的异常处理方法 |
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CN202111277546.8A CN114166213B (zh) | 2021-10-29 | 2021-10-29 | 一种基于冗余管理的惯性系统的异常处理方法 |
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CN104061933A (zh) * | 2014-07-18 | 2014-09-24 | 上海新跃仪表厂 | 一种用于运载火箭的捷联惯性导航系统 |
-
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Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
双"八表"捷联惯组冗余故障诊断技术;王鹏;上海航天;第33卷;97-101 * |
双捷联惯组单表级的冗余管理及信息融合技术;宋征宇;;载人航天(05);全文 * |
运载火箭多表冗余捷联惯组的故障诊断与决策;李学锋;计算机测量与控制;第23卷(第7期);2241-2243 * |
非共面基座的不对等精度平台惯组主从冗余控制技术;胡任祎;航天控制;第35卷(第6期);48-52 * |
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