隨著航天器功能和結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜化,各種故障發(fā)生的概率也不可避免地增長(zhǎng)。同時(shí),由于航天器運(yùn)行環(huán)境的特殊性,難以依靠人工或地面站支持對(duì)其進(jìn)行修復(fù),因此,航天器故障診斷與容錯(cuò)控制技術(shù)成為了控制科學(xué)與工程領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究問(wèn)題。本文基于故障檢測(cè)、重構(gòu)、魯棒控制等技術(shù),針對(duì)發(fā)生傳感器故障的柔性航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)進(jìn)行主動(dòng)容錯(cuò)控制方法研究,主要貢獻(xiàn)如下:(1)基于廣義擴(kuò)張系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)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(dòng)力學(xué)方程等價(jià)的擴(kuò)張系統(tǒng),設(shè)計(jì)魯棒故障估計(jì)觀測(cè)器,獲得傳感器故障估計(jì)信息,對(duì)傳感器測(cè)量輸出進(jìn)行補(bǔ)償,接著,通過(guò)設(shè)計(jì)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(guò)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(guò)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了所提出方法的有效性。(2)首先提出基于故障檢測(cè)觀測(cè)器與故障估計(jì)濾波器的故障診斷策略,對(duì)基于擴(kuò)張觀測(cè)器的方法進(jìn)行了改進(jìn),以避免增加觀測(cè)器的狀態(tài)維數(shù);此外,針對(duì)靜態(tài)輸出反饋控制器的缺點(diǎn),利用了一種動(dòng)態(tài)輸出反饋控制方法,使其對(duì)于故障調(diào)節(jié)具有更好地控制性能,控制器參數(shù)可通過(guò)矩陣分解與LMI方法進(jìn)行求解,降低了計(jì)算復(fù)雜度與設(shè)計(jì)... 

【文章來(lái)源】：南京郵電大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
專用術(shù)語(yǔ)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(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 故障診斷與容錯(cuò)控制研究現(xiàn)狀
        1.3.1 故障診斷技術(shù)
        1.3.2 容錯(cuò)控制技術(shù)
        1.3.3 故障診斷與容錯(cuò)控制在航天器中的應(yīng)用
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容及組織結(jié)構(gòu)
第二章 相關(guān)背景知識(shí)介紹
    2.0 引言
    2.1 柔性航天器動(dòng)力學(xué)模型
    2.2 航天器姿控系統(tǒng)故障介紹
    2.3 相關(guān)控制理論基礎(chǔ)
        2.3.1 線性矩陣不等式
        2.3.2 H∞性能分析
        2.3.3 滑�？刂萍夹g(shù)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于擴(kuò)張觀測(cè)器的柔性航天器傳感器故障主動(dòng)容錯(cuò)控制方法
    3.1 引言
    3.2 問(wèn)題描述
    3.3 擴(kuò)張故障觀測(cè)器設(shè)計(jì)
    3.4 傳感器故障調(diào)節(jié)
    3.5 仿真驗(yàn)證
    3.6 本章小結(jié)
第四章 基于動(dòng)態(tài)輸出反饋控制的柔性航天器傳感器故障主動(dòng)容錯(cuò)控制方法
    4.1 引言
    4.2 問(wèn)題描述
    4.3 故障檢測(cè)觀測(cè)器設(shè)計(jì)
    4.4 故障估計(jì)濾波器設(shè)計(jì)
    4.5 容錯(cuò)控制器設(shè)計(jì)
    4.6 仿真驗(yàn)證
    4.7 本章小結(jié)
第五章 基于自適應(yīng)積分滑�？刂频娜嵝院教炱鱾鞲衅鞴收现鲃�(dòng)容錯(cuò)控制方法
    5.1 引言
    5.2 問(wèn)題描述
    5.3 傳感器故障診斷方法
        5.3.1 故障檢測(cè)觀測(cè)器設(shè)計(jì)
        5.3.2 故障估計(jì)觀測(cè)器設(shè)計(jì)
    5.4 容錯(cuò)控制器設(shè)計(jì)
    5.5 仿真驗(yàn)證
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文研究總結(jié)
    6.2 未來(lái)研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫(xiě)的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間申請(qǐng)的專利
附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]互聯(lián)系統(tǒng)容錯(cuò)控制的研究回顧與展望[J]. 楊浩,姜斌,周東華.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2017(01)
[2]航天重大工程中的力學(xué)問(wèn)題[J]. 孟光,周徐斌,苗軍.  力學(xué)進(jìn)展. 2016(00)
[3]國(guó)外航天器在軌故障模式統(tǒng)計(jì)與分析[J]. 聞新,張興旺,秦鈺琦,李新,張文浩.  質(zhì)量與可靠性. 2014(06)
[4]基于二階滑模觀測(cè)器的連續(xù)系統(tǒng)故障估計(jì)[J]. 胡正高,趙國(guó)榮,黃婧麗,陳潔.  控制與決策. 2014(12)
[5]未來(lái)大型航天器的基礎(chǔ):空間可折展機(jī)構(gòu)[J]. 丁希侖.  科技導(dǎo)報(bào). 2014(23)
[6]航天器姿態(tài)自抗擾控制[J]. 吳忠,黃麗雅,魏孔明,郭雷.  控制理論與應(yīng)用. 2013(12)
[7]基于反步法與動(dòng)態(tài)控制分配的航天器姿態(tài)機(jī)動(dòng)控制[J]. 李波,胡慶雷,石忠,馬廣富.  控制理論與應(yīng)用. 2012(11)
[8]撓性航天器的退步直接自適應(yīng)姿態(tài)跟蹤控制[J]. 劉敏,徐世杰,韓潮.  航空學(xué)報(bào). 2012(09)
[9]基于滑模迭代學(xué)習(xí)律的航天器姿態(tài)控制[J]. 李建成,席濤.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2012(09)
[10]基于自適應(yīng)快速終端滑模的航天器容錯(cuò)控制[J]. 趙琳,閆鑫,高帥和.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2012(05)

博士論文
[1]多故障并發(fā)的可重構(gòu)機(jī)械臂主動(dòng)分散容錯(cuò)控制方法研究[D]. 趙博.吉林大學(xué) 2014

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



本文編號(hào)：2905728