基于聯(lián)邦濾波的飛行器姿態(tài)確定算法研究.pdf

1、為確保飛行器在軌飛行任務的順利完成，進一步提高飛行器姿態(tài)控制系統(tǒng)的可靠性和精度，需要對多傳感器聯(lián)邦濾波算法的理論與應用進行深入研究。本文針對配置有多冗余敏感器的飛行器姿態(tài)控制系統(tǒng)，在敏感器無故障、姿態(tài)角敏感器故障以及姿態(tài)角速度敏感器故障三種情況下，對多敏感器信息融合聯(lián)邦濾波算法進行深入研究，以提高飛行器姿態(tài)控制系統(tǒng)的容錯性能和精度。本文具體研究內容包括：
　　根據(jù)飛行器姿態(tài)控制系統(tǒng)中敏感器的配置，建立各種敏感器的測量模型；結合聯(lián)邦

2、濾波基本原理，設計聯(lián)邦濾波器的結構，并基于飛行器姿態(tài)運動學方程，建立聯(lián)邦濾波系統(tǒng)方程，設計聯(lián)邦濾波算法；針對近幾年一些學者較為關注的聯(lián)邦濾波器信息分享系數(shù)確定問題進行深入研究，通過理論分析和仿真驗證研究信息分享系數(shù)選取的不同分別對子濾波器和主濾波器的影響。
　　研究在某一姿態(tài)角敏感器發(fā)生難于及時檢測的漸變式“軟故障”的情況下聯(lián)邦濾波器信息融合策略。首先理論推導出在某一姿態(tài)角敏感器故障，引起相應的子濾波器故障情況下，信息分享系數(shù)選取

3、的不同，對未發(fā)生故障子濾波器受污染程度的影響；其次基于信息分享系數(shù)選取對未發(fā)生故障濾波器污染程度的影響分析，提出一種基于故障先驗知識的聯(lián)邦濾波器魯棒信息分享系數(shù)分配方法，以減小在漸變式“軟故障”在未被檢測出來之前，故障子濾波器對無故障子濾波器的影響，從而為故障檢測并隔離后，快速重構帶來了有利條件。
　　研究在姿態(tài)角速率敏感器陀螺失效情況下聯(lián)邦濾波器信息融合策略。在陀螺失效情況下，聯(lián)邦濾波器失去基準無法正常工作，此時采用前兩步姿態(tài)角