如何效率的提高航天容错控制器

• 发布日期：2012-07-06 15:26

•       通过Lyapunov方法，采用FTSMC设计针对存在执行机构部分失效故障和未知外界扰动时的航天器容错控制器，实现系统指数收敛和有限时间稳定，并采用自适应方法在线估计故障信息，使系统在有限时间内收敛至稳定状态，提高执行机构部分失效故障未知时航天器跟踪控制系统稳定性和可靠性以及收敛速率的同时，保证控制精度。     

        针对执行机构发生不确定的部分失效故障，即执行机构发生部分失效故障且故障信息无法预先获知，但仍在工作的航天器控制问题，本文利用滑模控制(Sliding Mode Control,SMC)对外界扰动和不确定参数的强鲁棒性，设计了一种新的针对执行机构部分失效故障航天器的容错控制方法，采用快速终端滑模控制(Fast Terminal SMC,FTSMC)和自适应方法，在无需事先获知故障信息的情况下，实现了航天器容错控制。在基于滑模的容错控制方面，提出了一种主动容错控制方法，但需要以在线进行故障检测与诊断信息为前提，而故障检测与诊断本身会存在误差；基于滑模控制设计了针对推力器故障的航天器姿态跟踪容错控制，虽无需精确的故障信息，但必须知道故障最小值，而这在大部分情况下很难获得；采用自适应滑模方法，在无需故障信息情况下，实现了航天器容错控制，获得了很好的效果。但是，这些控制方法的滑动模态理论上只是渐近稳定，而实际动力系统中，系统常常要求在有限时间内到达稳定。针对滑模控制在收敛速率和快速稳定方面的问题，TSMC和FTSMC成为主要的设计手段，并成为当前研究的热点。采用TSMC设计了针对存在外界扰动的航天器姿态跟踪控制器，但是都属于正常模式的姿态控制，FTSMC在容错控制领域的研究与应用还未见有报道。