مشاهده‌گرهاي متعامل غيرخطي درتشخيص عيب‌هاي حسگري و عملگري در سيستم ماهواره

در اين مقاله، مسئله تشخيص به‌هنگام عيب‌هاي حسگري و عملگري با استفاده از تركيب اطلاعات حسگري در يك سيستم ماهواره، مورد بررسي قرار مي‌گيرد كه در آن اطلاعات حسگرهاي اينرسي، متشكل از شتاب‌سنج و ژيروسكوپ، با حسگرهاي كمكي ديگر نظير حسگر خورشيد، حسگر زمين، حسگر ستاره، مغناطيس‌متر و سيستم موقعيت‌ياب جهاني تركيب مي‌شود. تمامي اين حسگرها در معرض عيب‌ها، خرابي‌ها و نويزهاي حسگري هستند. همچنين، پيشرانه‌ها، به عنوان عملگرها، در سيستم كنترل وضعيت ماهواره، مورد استفاده قرار مي‌گيرند و در معرض عيب‌هاي متعددي هستند. در اين مقاله، با فرض عدم وجود عيب‌هاي كاليبراسيون در حسگرها، تنها عيوب سخت (خرابي) و نويزهاي حسگري مورد بررسي قرار مي‌گيرند. با توجه به اين واقعيت كه مدل اندازه‌گيري در صورت بروز عيب سخت حسگري تغيير مي‌كند، از مشاهده‌گرهاي چندمدلي متعامل (IMM) براي تشخيص خرابي حسگرها استفاده مي‌شود. مشاهده‌گرهاي مورد استفاده با توجه به غيرخطي و گوسي بودن مدل‌هاي موقعيت و وضعيت، فيلترهاي كالمن خنثي (UKF) هستند. به‌منظور كاهش تعداد فيلترهاي موازي مورد استفاده در روش IMM پيشنهادي، زيرسيستم‌هاي وضعيت و موقعيت از يكديگر دكوپله شده و براي هر زيرسيستم به ‌صورت جداگانه IMM طراحي مي‌شود. براي تشخيص عيب‌هاي عملگري از مشاهده‌گر ورودي ناشناخته (UIO) استفاده مي‌شود كه با تخمين دقيق ورودي و مقايسه آن مقدار معلوم مي‌توان به وجود، نوع و اندازه عيب در آن پي برد و در نتيجه عيب پيشرانه‌اي را تشخيص داد. صحت روش پيشنهادي از طريق شبيه‌سازي در محيط سيمولينك مورد ارزيابي و مقايسه با روش‌هاي مشابه قرار مي‌گيرد.