一种故障干扰解耦的航天器主动容错控制方法

发布时间：2021-06-13 04:40

　　为提高航天器系统的可靠性,研究一种干扰影响下的航天器主动容错控制技术.首先,为实现干扰下的故障诊断,减小航天器系统故障检测到故障估计之间的时间延迟,通过将故障扩展为系统状态量,设计未知输入观测器,进行航天器故障检测及估计单元一体化设计.其次,考虑到此方法无法实现对干扰的估计,且仅能解决可导的故障类型,进一步设计新型的自适应滑模未知输入观测器,能够保证对干扰及故障的同时解耦估计,也可以解决更广泛的故障类型.最后,考虑观测器观测过程中的估计误差,设计了多变量终端滑模容错控制器,提高了控制性能.仿真结果表明:所设计的主动容错控制策略能够实现干扰影响下的故障诊断,可以保证航天器控制性能的快速恢复. 

【文章来源】：哈尔滨工业大学学报. 2020,52(09)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

基于未知输入观测器的状态估计图

基于自适应滑模未知输入观测器的状态估计图

仿真结果如图1～3所示. 图1为故障估计及其对应的误差图,图中蓝色实线为故障真实值,红色虚线为故障估计值,可以看出红色虚线可以基本实现对故障真实值的估计,从而验证了所设计的未知输入观测器的有效性. 故障估计误差在较小范围内波动,这种波动是由于故障之间的耦合相互影响造成的,属于故障估计中的正常范围. 图2为状态估计图,图中显示航天器的状态可以在有限时间内到达平衡点,且状态估计值可以有效跟踪真实值,从而验证了所设计未知输入观测器的有效性.图2 基于未知输入观测器的状态估计图

【参考文献】：
期刊论文
[1]自适应广义滑模观测器之状态估计和故障重构[J]. 穆凌霞,余翔,李平,王新民.  控制理论与应用. 2017(04)



本文编号：3227012