买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：一种具有自调节预设性能约束的航天器姿态主动容错控制方法，它属于航空航天故障诊断及飞行控制领域。本发明解决了现有航天器姿态控制系统中执行器故障估计的准确率低，性能指标无法与控制器参数直接关联，以及无法根据故障估计结果和执行器性能约束在线调节预设性能边界的问题。本发明首先建立航天器姿态控制系统的运动学模型和动力学模型；其次设计一种自适应滑模迭代学习观测器，通过获取航天器姿态控制系统的控制力矩和角速度的测量信号，实现对等效故障的准确且快速的估计；然后在得到等效故障准确估计值的基础上，设计一种自调节预设性能主动容错控制方法。本发明方法可以应用于航天器姿态控制。

主权项：1.一种具有自调节预设性能约束的航天器姿态主动容错控制方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：步骤一、建立航天器姿态控制系统的运动学方程；步骤二、建立带有系统不确定性、外界干扰、执行器故障和饱和约束的航天器姿态控制系统的动力学方程；所述航天器姿态控制系统的动力学方程为： 式中，J0+ΔJ为航天器实际转动惯量矩阵，J0为标称转动惯量矩阵部分，ΔJ为未知的转动惯量矩阵摄动部分，是ω的一阶导数，ω为航天器本体参考坐标系相对于空间惯性参考坐标系的角速度分量，ω＝[ω1,ω2,ω3]T，ω×为矢量ω的叉乘矩阵，D0+ΔD为航天器姿态控制执行器的实际安装矩阵，D0+ΔD是大小为3×n的矩阵，n表示执行器数量，D0为标称安装矩阵，ΔD为未知的安装矩阵摄动部分；τ为执行器的实际输出力矩向量，τ＝[τ1,τ2,…τn]T，τi为第i个执行器的实际输出力矩，i＝1,2,…,n，satτ为作用于输出力矩向量τ的饱和函数，Td表示外部空间环境作用于姿态控制系统的未知有界干扰力矩；根据将动力学方程改写为如下形式： 其中，上角标-1代表矩阵的逆，D＝D0+ΔD；考虑姿态控制系统中执行器的故障，将τi表示为： 其中，τci为第i个执行器的指令力矩，λi为第i个执行器的故障损失程度，为第i个执行器的加性故障；将执行器的实际输出力矩向量τ写成： 其中，再考虑传感器测量噪声，将姿态控制系统的动力学方程改写为： 其中，fd表示姿态控制系统等效故障，fd＝f1+d；ωa为姿态控制系统中角速度的实际值，η为角速率陀螺测量噪声；步骤三、根据步骤二建立的动力学方程设计自适应滑模迭代学习观测器，利用设计的自适应滑模迭代学习观测器获得各时刻等效故障的估计值；步骤四、根据步骤一建立的运动学方程以及步骤三获得的等效故障估计值，设计具有自调节预设性能约束的航天器姿态主动容错控制器。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 哈尔滨工业大学 一种具有自调节预设性能约束的航天器姿态主动容错控制方法