一種雙冗余慣導(dǎo)系統(tǒng)快速故障檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于慣性導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種雙冗余慣導(dǎo)系統(tǒng)快速故障檢測方法。本發(fā)明的方法包括以下步驟：底層慣導(dǎo)故障檢測、導(dǎo)航軟件內(nèi)故障檢測和接口控制軟件內(nèi)故障檢測。本發(fā)明的方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中的雙冗余慣導(dǎo)系統(tǒng)故障檢測方法檢測效率低、難以定位具體故障器件的技術(shù)問題；能夠?qū)植炕鶞?zhǔn)中的兩套慣導(dǎo)系統(tǒng)的慣性器件及關(guān)鍵信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，檢測效率高，能夠準(zhǔn)確定位故障器件，為局部基準(zhǔn)正常工作提供保障。
【專利說明】一種雙冗余慣導(dǎo)系統(tǒng)快速故障檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于慣性導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種雙冗余慣導(dǎo)系統(tǒng)快速故障檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代航空航天事業(yè)中，導(dǎo)航和制導(dǎo)系統(tǒng)的可靠性是武器系統(tǒng)可靠性的“短板”，如何提高慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的可靠性一直是武器系統(tǒng)工程應(yīng)用中的一個(gè)難題。
[0003]提高慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的可靠性通常采用以下兩種方法:一是提高系統(tǒng)關(guān)鍵部件加速度計(jì)和陀螺的可靠性；二是采用冗余設(shè)計(jì)，通過增加冗余傳感器來構(gòu)建高可靠性的系統(tǒng)。上述兩種方法中，提高單個(gè)加速度計(jì)、陀螺儀的可靠性是最根本的方法，但由于技術(shù)水平以及經(jīng)費(fèi)等因素的限制，很難單純通過提高慣性元件性能來增強(qiáng)慣導(dǎo)系統(tǒng)可靠性；而通過冗余技術(shù)來提高慣導(dǎo)系統(tǒng)的可靠性是既經(jīng)濟(jì)又切實(shí)可行的技術(shù)手段。
[0004]目前國內(nèi)外采用的冗余技術(shù)多為系統(tǒng)級(jí)冗余，即采用二套或二套以上的慣導(dǎo)系統(tǒng)互為熱備份的方案，當(dāng)某一套慣導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)生故障，則直接切換輸出另一套慣導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)航信息。系統(tǒng)級(jí)冗余具有可靠性高、控制靈活、便于實(shí)現(xiàn)不同類型信息綜合利用等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于載人航天、深空探測、軍民用航空等工作時(shí)間極長、安全性要求極高的場合。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中的多冗余慣導(dǎo)系統(tǒng)故障檢測方法檢測效率低、難以定位具體故障器件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題為:現(xiàn)有技術(shù)中的雙冗余慣導(dǎo)系統(tǒng)故障檢測方法檢測效率低、難以定位具體故障器件。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述:
[0008]一種雙冗余慣導(dǎo)系統(tǒng)快速故障檢測方法，其特征在于:包括以下步驟:步驟1.底層慣導(dǎo)故障檢測；步驟2.導(dǎo)航軟件內(nèi)故障檢測；步驟3.接口控制軟件內(nèi)故障檢測。
[0009]步驟I包括以下步驟:
[0010]分別在局部基準(zhǔn)的兩套單慣導(dǎo)系統(tǒng)的預(yù)處理軟件內(nèi)進(jìn)行MU慣性測量組件故障檢測:若兩套慣導(dǎo)系統(tǒng)檢測結(jié)果均正常，則進(jìn)行步驟2，繼續(xù)正常工作流程；若一套慣導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)生故障，則切換輸出檢測結(jié)果正常的另一套慣導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)；若兩套慣導(dǎo)系統(tǒng)均發(fā)生故障，則轉(zhuǎn)發(fā)輸出主基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
[0011]所述IMU慣性測量組件故障檢測的檢測內(nèi)容包括以下六個(gè)方面:
[0012]a)三個(gè)方向激光陀螺的溫度是否正常；
[0013]b)三個(gè)方向激光陀螺的機(jī)抖信號(hào)是否正常；
[0014]c)三個(gè)方向激光陀螺的啟輝信號(hào)是否正常；
[0015]d)三個(gè)方向激光陀螺的和頻信號(hào)是否正常；
[0016]e)三個(gè)方向石英撓性加速度計(jì)的溫度是否正常；[0017]f)三個(gè)方向石英撓性加速度計(jì)的原始脈沖信號(hào)是否正常。
[0018]步驟2包括以下步驟:
[0019]局部基準(zhǔn)中，每一套單慣導(dǎo)系統(tǒng)的IMU慣性測量組件將陀螺和加速度計(jì)原始脈沖值輸出至其對(duì)應(yīng)的導(dǎo)航軟件中，在導(dǎo)航軟件內(nèi)對(duì)進(jìn)行導(dǎo)航結(jié)果檢測:若兩套慣導(dǎo)系統(tǒng)檢測結(jié)果均正常，則進(jìn)行步驟3，繼續(xù)正常工作流程；若一套慣導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)生故障，則切換輸出檢測結(jié)果正常的另一套慣導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)；若兩套慣導(dǎo)系統(tǒng)均發(fā)生故障，則轉(zhuǎn)發(fā)輸出主基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
[0020]所述導(dǎo)航結(jié)果檢測的檢測內(nèi)容包括以下八個(gè)方面:
[0021]a) INTO中斷是否超時(shí)；
[0022]b) FLASH讀寫是否異常；
[0023]c)初始化裝訂是否失?。?br> [0024]d)硬件初始化是否失?。?br> [0025]e)三個(gè)方向的加速度是否超差:
[0026]依據(jù)下式對(duì)X、y、z三個(gè)方向上的石英撓性加速度計(jì)輸出的加速度上限值進(jìn)行判斷，若加速度超差，則系統(tǒng)故障:
【權(quán)利要求】
1.一種雙冗余慣導(dǎo)系統(tǒng)快速故障檢測方法，其特征在于:包括以下步驟:步驟1.底層慣導(dǎo)故障檢測；步驟2.導(dǎo)航軟件內(nèi)故障檢測；步驟3.接口控制軟件內(nèi)故障檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙冗余慣導(dǎo)系統(tǒng)快速故障檢測方法，其特征在于:步驟I包括以下步驟: 分別在局部基準(zhǔn)的兩套單慣導(dǎo)系統(tǒng)的預(yù)處理軟件內(nèi)進(jìn)行MU慣性測量組件故障檢測:若兩套慣導(dǎo)系統(tǒng)檢測結(jié)果均正常，則進(jìn)行步驟2，繼續(xù)正常工作流程；若一套慣導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)生故障，則切換輸出檢測結(jié)果正常的另一套慣導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)；若兩套慣導(dǎo)系統(tǒng)均發(fā)生故障，則轉(zhuǎn)發(fā)輸出主基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙冗余慣導(dǎo)系統(tǒng)快速故障檢測方法，其特征在于:步驟I中，所述MU慣性測量組件故障檢測的檢測內(nèi)容包括以下六個(gè)方面: a)三個(gè)方向激光陀螺的溫度是否正常； b)三個(gè)方向激光陀螺的機(jī)抖信號(hào)是否正常； c)三個(gè)方向激光陀螺的啟輝信號(hào)是否正常； d)三個(gè)方向激光陀螺的和頻信號(hào)是否正常； e)三個(gè)方向石英撓性加速度計(jì)的溫度是否正常； f)三個(gè)方向石英撓性加速度計(jì)的原始脈沖信號(hào)是否正常。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙冗余慣導(dǎo)系統(tǒng)快速故障檢測方法，其特征在于:步驟2包括以下步驟:. 局部基準(zhǔn)中，每一套單慣導(dǎo)系統(tǒng)的IMU慣性測量組件將陀螺和加速度計(jì)原始脈沖值輸出至其對(duì)應(yīng)的導(dǎo)航軟件中，在導(dǎo)航軟件內(nèi)對(duì)進(jìn)行導(dǎo)航結(jié)果檢測:若兩套慣導(dǎo)系統(tǒng)檢測結(jié)果均正常，則進(jìn)行步驟3，繼續(xù)正常工作流程；若一套慣導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)生故障，則切換輸出檢測結(jié)果正常的另一套慣導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)；若兩套慣導(dǎo)系統(tǒng)均發(fā)生故障，則轉(zhuǎn)發(fā)輸出主基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙冗余慣導(dǎo)系統(tǒng)快速故障檢測方法，其特征在于:步驟2中，所述導(dǎo)航結(jié)果檢測的檢測內(nèi)容包括以下八個(gè)方面: a)INTO中斷是否超時(shí)； b)FLASH讀寫是否異常； c)初始化裝訂是否失?。? d)硬件初始化是否失??； e)二個(gè)方向的加速度是否超差: 依據(jù)下式對(duì)X、y、z三個(gè)方向上的石英撓性加速度計(jì)輸出的加速度上限值進(jìn)行判斷，若加速度超差，則系統(tǒng)故障: {\Ax\<5g
\ \M < 6 尺 U^l < Sg 式中， Ax、Ay、Az依次為x、y、z方向的石英撓性加速度計(jì)輸出加速度； g為重力加速度；f)二個(gè)方向的角速度是否超差: 依據(jù)下式對(duì)X、1、Z三個(gè)方向上的激光陀螺輸出的角速度上限值進(jìn)行判斷，若角速度超差，則系統(tǒng)故障:|
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙冗余慣導(dǎo)系統(tǒng)快速故障檢測方法，其特征在于:步驟3包括以下步驟: 步驟3.1.慣性誤差估計(jì)咔方檢測 建立觀測方程:
Z = H.X+v
【文檔編號(hào)】G01C25/00GK103471615SQ201310388864
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】王根, 周章華, 朱紅, 徐海剛, 趙春雨, 姜述明 申請(qǐng)人:北京自動(dòng)化控制設(shè)備研究所