發(fā)布時(shí)間：2018-04-13 07:10

  本文選題：小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) + 航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)��； 參考：《沈陽航空航天大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,越來越多的國家開始重視航天科技的發(fā)展,現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國家綜合實(shí)力的標(biāo)志。處于太空環(huán)境中的航天器,由于受到空間力矩的干擾,難免會(huì)發(fā)生不可預(yù)測的故障,這將直接決定航天任務(wù)的成敗。為了確保航天器的安全性、可靠性及航天任務(wù)的順利進(jìn)行,開展航天器智能故障診斷是一項(xiàng)必不可少的技術(shù)。航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)作為航天器最復(fù)雜的子系統(tǒng)之一,其可靠性與安全性是航天器正常工作的充分條件。小波變換具有良好的時(shí)頻兩維信號(hào)的多分辨率分析特性,而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自學(xué)習(xí)能力,并能逼近任意的非線性系統(tǒng);將小波變換融入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于故障診斷,該方法加快了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練速度,并能快速檢測和定位系統(tǒng)所發(fā)生的故障。本文統(tǒng)計(jì)了近幾十年航天器在軌故障發(fā)生的情況,分析了航天器電源分系統(tǒng)的故障發(fā)生率及原因。以發(fā)生故障較多的航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)為切入點(diǎn),通過分析航天器姿態(tài)的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)特性,建立了航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)閉環(huán)仿真模型�；贐P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn),構(gòu)造了單隱含層模糊遞歸小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(SLFRWNN)、自回歸小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(SRWNN)、自回歸后件模糊小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(SRCPFWNN)和單隱含層前饋小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(SLFWNN)。SLFRWNN通過權(quán)值更新以調(diào)整隱含層的信息,提高了網(wǎng)絡(luò)的精度和逼近動(dòng)態(tài)非線性系統(tǒng)的性能;SRWNN的母小波層利用自反饋神經(jīng)元儲(chǔ)存小波上一時(shí)間步的信息,提高了網(wǎng)絡(luò)的泛化能力和動(dòng)態(tài)仿真能力;SRCPFWNN是一種前饋多層網(wǎng)絡(luò),它利用SRWNN嵌入TSK模糊模型構(gòu)造其自回歸后件,提高了網(wǎng)絡(luò)模型的精確度和靈活性,并能以較高的精度實(shí)現(xiàn)函數(shù)逼近和系統(tǒng)辨識(shí)。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于SLFRWNN、SRWNN和SRCPFWNN的自適應(yīng)狀態(tài)觀測器,并引入Lyapunov穩(wěn)定性理論證明了這些觀測器的穩(wěn)定性。然后將這三種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)狀態(tài)觀測器應(yīng)用于非線性系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)中,通過MATLAB仿真表明了這三種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)觀測器設(shè)計(jì)的有效性和可行性。針對(duì)航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)中故障發(fā)生率較高的執(zhí)行器和敏感器,提出了基于SLFRWNN、SRWNN、SRCPFWNN和SLFWNN的自適應(yīng)魯棒故障診斷觀測器。實(shí)際上就是通過設(shè)計(jì)一種非線性的未知輸入檢測觀測器檢測執(zhí)行器和敏感器的故障,使得部分的未知輸入從殘差信號(hào)中解耦出來。故障分離是通過利用SLFWNN設(shè)計(jì)自適應(yīng)非線性的未知輸入分離觀測器實(shí)現(xiàn)。最后,通過對(duì)故障模型的仿真并與其它神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障檢測觀測器進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了這些自適應(yīng)魯棒故障診斷狀態(tài)觀測器的有效性和優(yōu)越性;這就完成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)級(jí)到部件級(jí)的故障診斷策略,實(shí)現(xiàn)了對(duì)航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)的敏感器和執(zhí)行器故障的實(shí)時(shí)在線檢測及診斷。
[Abstract]:In order to ensure the safety , reliability and the smooth functioning of the spacecraft , a closed - loop simulation model of spacecraft attitude control system is established .

【學(xué)位授予單位】：沈陽航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V467

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1743444