执行器故障情况下刚性卫星姿控系统自适应容错控制技术研究

发布时间：2023-11-18 08:36

　　随着科技的进步,卫星控制技术得到了非常迅速的发展。飞行过程中的卫星往往具有多任务的特点,此外,太空环境的特殊性也对卫星的功能要求较高,此时对卫星的控制精度,以及对卫星闭环姿态控制系统的稳定性的要求极其严格,因此对于卫星姿控系统的研究设计是一项很有挑战性的课题,更是一项很有意义的课题。本文主要把卫星的非线性姿态控制系统作为研究的对象,对于具有未知外部干扰和执行器故障的卫星姿态系统来说,首先,给出了具有执行器故障的非线性卫星姿态动力学模型,然后,根据国内外最新的研究方法,抓住目前卫星姿态控制系统研究中亟待解决的问题,以自适应控制理论和反演控制技术作为基础,设计出合适的容错控制策略,以保证故障情况下系统能满足闭环稳定以及基本的性能指标的要求,最后,根据仿真的结果来观察所提出的容错控制方法,看卫星的姿态控制系统在执行器发生故障的情形下是否有效。这就为解决卫星姿态控制系统的容错控制问题而提供了重要的理论依据。接下来将主要介绍以下三个方面的研究内容:第一,对于卫星姿态系统的被动容错控制问题,这种含有未知的外部干扰以及执行器故障的卫星姿态控制系统。首先,给出了具有执行器故障的非线性卫星姿态动力学模型...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
专用术语注释表
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 故障诊断与容错控制理论研究进展
        1.2.1 故障诊断
        1.2.2 容错控制
            (i)被动容错控制
            (ii)主动容错控制
    1.3 卫星姿态控制系统故障诊断与容错控制研究进展
    1.4 本论文的结构安排
    1.5 本论文的主要创新点
第二章 相卫星姿态控制系统模型
    2.1 卫星姿态描述
        2.1.1 欧拉角
        2.1.2 四元数
    2.2 卫星姿态系统运动学模型
    2.3 卫星姿态系统动力学模型
    2.4 卫星姿态系统故障介绍
    2.5 本章小节
第三章 执行器偏差故障情况下卫星姿态系统PI容错控制器设计
    3.1 引言
    3.2 问题描述
    3.3 自适应容错PI控制器设计
    3.4 仿真验证
    3.5 本章小结
第四章 基于迭代学习观测器的执行器混合故障卫星姿态系统容错控制方法
    4.1 引言
    4.2 问题描述
    4.3 迭代学习观测器设计
    4.4 容错控制器设计
    4.5 仿真验证
    4.6 本章小节
第五章 执行器偏差故障情况下卫星姿态系统主动容错控制器设计
    5.1 引言
    5.2 问题描述
    5.3 故障检测与估计策略设计
    5.4 主动容错姿态控制器设计
    5.5 仿真验证
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
附录2 攻读硕士学位期间申请的专利
致谢



本文编号：3864934