《表5 非惯性系统故障下残差加权算法、模糊算法及其精度提高百分比》

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《空天飞行器多源多余度模糊容错导航系统设计方法》

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针对非惯性导航系统出现故障的情况，即多源导航系统会对子导航系统故障进行隔离的情况进行仿真。设置全球定位系统1在100～200 s出现20倍位置白噪声的硬故障，350～450 s出现0.2倍位置白噪声软故障，全球定位系统3在250～350 s出现20倍硬故障。导航信息的质量因子如图8所示，位置姿态速度误差对比曲线如图9所示，系统输出误差RMS如表3所示。由图8可以看出，全球定位系统1在100～200 s出现故障时，前期多源容错系统能够隔离故障，在约180 s左右，因惯性导航系统无法进行误差修正而不断累积误差，导致惯性导航系统1的质量因子下降，从而降低其在最终输出的权重。而全球定位系统3在250～350 s期间，由于隔离时间较短，对质量因子影响不大。对于软故障，模糊决策模块能够在较短时间内即可得到较快的响应。由图9可以看出，虽然多源导航系统组合输出曲线会随着故障的发生而发生波动，而通过模糊模块输出的结果（黄色线）能够在整个飞行阶段中保持稳定与较高的精度。图10所示为简单残差加权处理误差曲线与模糊推理模块误差曲线的对比图。由图10可以看出，均值求出的导航信息（红色线）会受到故障影响，故障越严重，影响越大。模糊处理方法在故障情况下，明显优于简单残差加权处理冗余导航信息。由表4和表5可以看出，该模糊容错系统能够对导航故障信息进行平滑重构，并保证导航信息的精度。