کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5472168 1519920 2017 11 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Fault estimation of satellite reaction wheels using covariance based adaptive unscented Kalman filter
ترجمه فارسی عنوان
برآورد گسل از چرخ های واکنش های ماهواره ای با استفاده از فیلتر کلامن سازگار بدون کشش مبتنی بر کواریانس
کلمات کلیدی
ناوبری ماهواره ای نگرش، چرخ واکنش برآورد گسل، ردیابی پارامتر، فیلتر کلامان انعطاف ناپذیر،
ترجمه چکیده
چرخ های واکنش، به عنوان یکی از معمول ترین محرک ها در سیستم های کنترل ماهواره ای ماهواره ای، مستعد سوء عملکرد هستند که می تواند منجر به شکست های فاجعه بار شود. اگر چنین الگوریتم هایی از قبیل ارزیابی پارامتر و بازنگری کنترل استفاده شود، چنین نقص هایی می توانند در زمان مشخص شده و مورد توجه قرار گیرند. چالش های عمده در برآورد پارامترها عبارتند از سرعت و دقت الگوریتم استخدامی. این مقاله یک رویکرد جدید برای بهبود برآورد پارامتر با فیلتر کلامان بدون انحصار سازگار ارائه می دهد. افزایش در سرعت ردیابی فیدل کلامن بدون افت فشار با استفاده از سیستماتیک سازگاری ماتریس کوواریانس با تخمین های معیوب با استفاده از نوآوری و توالی های باقی مانده همراه با یک طرح اعلان گسل اعلام شده به دست می آید. روش پیشنهادی فیلتر را با استفاده از ردیابی تغییرات ناگهانی در سیستم پارامترهای غیر قابل اندازه گیری دقیق فراهم می کند. نتایج نشان داد که تشخیص موفقیت آمیز عملکرد ناخالصی چرخ ها بدون نیاز به دانش پیشین در مورد عملکرد سیستم در حضور گسل های ناگهانی، گذرا، متناوب و آغازگر نشان داده شده است. علاوه بر این، رویکرد پیشنهادی، عملکرد فیلتر برتر را با خطاهای متوسط ​​مربع کمتر برای باقی مانده ها نسبت به فیلترهای کلمن به طور کلی و انعطاف پذیر انجام داد، و بنابراین می تواند یک روش امیدوار کننده برای توسعه ماهواره های نا امید کننده باشد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی هوافضا
پیش نمایش مقاله
برآورد گسل از چرخ های واکنش های ماهواره ای با استفاده از فیلتر کلامن سازگار بدون کشش مبتنی بر کواریانس
چکیده انگلیسی
Reaction wheels, as one of the most commonly used actuators in satellite attitude control systems, are prone to malfunction which could lead to catastrophic failures. Such malfunctions can be detected and addressed in time if proper analytical redundancy algorithms such as parameter estimation and control reconfiguration are employed. Major challenges in parameter estimation include speed and accuracy of the employed algorithm. This paper presents a new approach for improving parameter estimation with adaptive unscented Kalman filter. The enhancement in tracking speed of unscented Kalman filter is achieved by systematically adapting the covariance matrix to the faulty estimates using innovation and residual sequences combined with an adaptive fault annunciation scheme. The proposed approach provides the filter with the advantage of tracking sudden changes in the system non-measurable parameters accurately. Results showed successful detection of reaction wheel malfunctions without requiring a priori knowledge about system performance in the presence of abrupt, transient, intermittent, and incipient faults. Furthermore, the proposed approach resulted in superior filter performance with less mean squared errors for residuals compared to generic and adaptive unscented Kalman filters, and thus, it can be a promising method for the development of fail-safe satellites.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Acta Astronautica - Volume 134, May 2017, Pages 159-169
نویسندگان
, , ,