隨著航天器功能和結構的日益復雜化,各種故障發(fā)生的概率也不可避免地增長。同時,由于航天器運行環(huán)境的特殊性,難以依靠人工或地面站支持對其進行修復,因此,航天器故障診斷與容錯控制技術成為了控制科學與工程領域的熱點研究問題。本文基于故障檢測、重構、魯棒控制等技術,針對發(fā)生傳感器故障的柔性航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)進行主動容錯控制方法研究,主要貢獻如下:(1)基于廣義擴張系統(tǒng)狀態(tài)估計方法,將傳感器故障作為輔助狀態(tài)變量,建立與柔性航天器姿態(tài)動力學方程等價的擴張系統(tǒng),設計魯棒故障估計觀測器,獲得傳感器故障估計信息,對傳感器測量輸出進行補償,接著,通過設計的靜態(tài)輸出反饋控制器保證系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定性,通過Lyapunov穩(wěn)定性分析,利用LMI方法給出了控制器參數(shù)的求解條件,最后,通過仿真實驗結果證明了所提出方法的有效性。(2)首先提出基于故障檢測觀測器與故障估計濾波器的故障診斷策略,對基于擴張觀測器的方法進行了改進,以避免增加觀測器的狀態(tài)維數(shù);此外,針對靜態(tài)輸出反饋控制器的缺點,利用了一種動態(tài)輸出反饋控制方法,使其對于故障調節(jié)具有更好地控制性能,控制器參數(shù)可通過矩陣分解與LMI方法進行求解,降低了計算復雜度與設計... 

【文章來源】：南京郵電大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
專用術語注釋表
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 航天器姿態(tài)控制技術研究現(xiàn)狀
    1.3 故障診斷與容錯控制研究現(xiàn)狀
        1.3.1 故障診斷技術
        1.3.2 容錯控制技術
        1.3.3 故障診斷與容錯控制在航天器中的應用
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容及組織結構
第二章 相關背景知識介紹
    2.0 引言
    2.1 柔性航天器動力學模型
    2.2 航天器姿控系統(tǒng)故障介紹
    2.3 相關控制理論基礎
        2.3.1 線性矩陣不等式
        2.3.2 H∞性能分析
        2.3.3 滑模控制技術
    2.4 本章小結
第三章 基于擴張觀測器的柔性航天器傳感器故障主動容錯控制方法
    3.1 引言
    3.2 問題描述
    3.3 擴張故障觀測器設計
    3.4 傳感器故障調節(jié)
    3.5 仿真驗證
    3.6 本章小結
第四章 基于動態(tài)輸出反饋控制的柔性航天器傳感器故障主動容錯控制方法
    4.1 引言
    4.2 問題描述
    4.3 故障檢測觀測器設計
    4.4 故障估計濾波器設計
    4.5 容錯控制器設計
    4.6 仿真驗證
    4.7 本章小結
第五章 基于自適應積分滑�？刂频娜嵝院教炱鱾鞲衅鞴收现鲃尤蒎e控制方法
    5.1 引言
    5.2 問題描述
    5.3 傳感器故障診斷方法
        5.3.1 故障檢測觀測器設計
        5.3.2 故障估計觀測器設計
    5.4 容錯控制器設計
    5.5 仿真驗證
    5.6 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 本文研究總結
    6.2 未來研究展望
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間撰寫的論文
附錄2 攻讀碩士學位期間申請的專利
附錄3 攻讀碩士學位期間參加的科研項目
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[5]未來大型航天器的基礎:空間可折展機構[J]. 丁希侖.  科技導報. 2014(23)
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[8]撓性航天器的退步直接自適應姿態(tài)跟蹤控制[J]. 劉敏,徐世杰,韓潮.  航空學報. 2012(09)
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博士論文
[1]多故障并發(fā)的可重構機械臂主動分散容錯控制方法研究[D]. 趙博.吉林大學 2014

碩士論文
[1]撓性航天器的滑模變結構控制[D]. 張桂杰.哈爾濱工業(yè)大學 2007



本文編號：2905728