基于扩展多模型自适应估计的运载火箭伺服机构故障检测与诊断

针对运载火箭伺服机构故障，提出了一种基于扩展多模型自适应估计的故障检测与诊断算法。首先建立了考虑伺服机构故障的运载火箭姿态动力学模型，其次将故障角度作为状态变量得到增广状态空间模型，然后利用扩展卡尔曼滤波器进行状态向量和故障参数的非线性估计，并基于传感器测量数据采用假设检验算法在线计算故障发生的概率，最后给出了基于扩展多模型自适应估计的故障检测与诊断算法流程。该方法的优点是只用一个扩展卡尔曼滤波器就可完成一个伺服机构的故障检测与诊断，从而大幅减小用于伺服机构故障检测与诊断的滤波器数量。仿真结果表明，该方法在无故障时可对伺服机构进行健康监测，在单台伺服机构故障下，可以及时准确判断出哪一台芯级伺服机构发生故障，并可准确估计出伺服机构故障下的发动机摆角角度。