基于自适应模糊估计器的卫星容错控制系统
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
性 ， 通 过 仿 真 进 行 了验 证 。仿 真 结 果 表 明 ， 障 估 计 器 能 够 很 好 地 对 故 障 进 行 估 计 ， 证 控 制 器 在 故 障 情 况 下 具 并 故 保
有 良好 的动 态 性 能 ； 制 器 对 某 卫 星 具 有 良好 的 控 制 精 度 ， 且 对 外 界 干 扰 有 较 强 的 鲁 棒 性 。 控 并 关 键 词 ：卫 星 ；滑模 控 制 ；故 障 估 计 器 ；容 错 控 制 系 统 中 图分 类 号 ：Ｖ ４ ． ４８２ ２ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ —３８２ １ ）８１７ ． ０ ０１２ （００ ０．９００ ６
（ 京航 空航 天 大 学 自动 化 科学 与 电气 工 程 学 院 ，北 京 １０ ９ ） 北 ０１１
摘
要 ：针 对 姿 态 控 制 系 统 出 现故 障对 卫 星 稳 定 性 和 控 制 性 能 的 不 利 影 响 ， 文 提 出 了一 种 基 于 自适 应 模 糊 本
故 障 估 计 器 的全 局 动 态 滑模 变 结 构 容 错 控 制 算 法 。设 计 了 一 个 自适 应 模 糊 估 计 器 对 系 统 中 的 故 障 函数 在 线 进 行 估 计 ， 过将 估 计 所 得 的故 障 函数 引 入 控 制 律 中 ， 未 知 故 障进 行 补 偿 。 为 了 使 得 系 统 响 应 对 外 部 干扰 具 有 全 局 通 对 鲁 棒 性 ， 文 为 控 制 器 设 计 了一 种 全 局 动 态 滑 模 面 。 采 用 Ｌａｕｏ 法 证 明 了 在 线 故 障 估 计 器 和 控 制 器 的 稳 定 本 ｙｐｎｖ方
ｓｌｅ ｔｅ ｆｕ ｔｔｌｒｎ ｒ ｂｅ ｆａ ｓｔｌｉ ｓｐｒｐ ｓｄ ｉ ｈ ａ ｅ ．Ｔ ｉ ｓｉ ｔｒｃ ｎ ｅ ｔ ｔ ａ ｌ ｃ ｕ ｒｄ ｉ ｈ ｙｔｍ ｏｖ ｈ ａ ｌ—ｏｅａ ｔｐ ｏ ｌｍｓｏ ａｅｌｅ ｉ ｏ ｏ ｅ ｎ ｔｅ ｐ ｐ ｒ ｈ ｓｅ ｔ ｔ ｍａｏ ａ ｓｉ ｅ ａｆ ｕｔｏ ｃ ｒｅ ｎ ｔｅ ｓ ｓｅ ｍａ ａ ｄ ｈ ｌ ｈ ｏ ｔ ｌｅ ｏｅｉ ｎａｅｔｅｅｆｃ ｆｔ ａ ｌ．Ａｎ ｈ ｎａ ｇｏ ａ ｙ ａ ｃ ｓｉｉ ｇｍｏ ｅｓ ｒａ ｅ ｉ ｅ ｉｎ ｄ ｔ ｋ ｕｅ ｎ ｅｐ ｔｅｃ ｎｒ ｌｒｔ ｌｍｉ ｔ ｈ ｆｅ ｔｏ ｏ ｈｅｆｕｔ ｄｔ ｅ ｌｂ ｌｄ ｎ ｍｉ ｌ ｎ ｄ ｕ ｆｃ ｓｄ ｓｇ ｅ ｏ ｍａ ｅ ｓ ｒ ｄ ｔ ａ ｈ ｅ ｐ ｎ ｅｏ ｈ ｙ ｔｍ ａ ｌｂ ｌｒｂ ｓｎｅｓａ ａｎ ｔｔ ｈ ｎ ｅｔｉｔ ｓｏ ｙ ｔｍ ｎ ｘｅｎ ｌｄ ｓｕｂａ ｃ ｓ ｈ ｅｓａ ｉｉ ｈ ｔｔｅ ｒ ｓ ｏ ｓ ｆｔ ｅ ｓｓｅ ｈ ｓｇｏ ａ ｏ ｕ ｔ ｓ ｇ ｉ ｓ ｏ ｔｅ ｕ ｃ ｒａｎｉ ｆｓ ｓｅ ａ ｄ ｅ ｔｒａ ｉｔｒ ｎ ｅ ．Ｔ ｔｂｌｔ ｅ ｙ ｏ ｈ ｏ ｔｏｌｒａ ｄ ｔｅｆ ｕｔｅ ｔ ｔｒｉ ｒｖ ｄ ｂ ｙ ｐ ｎ ｖｔｅ ｒ ｎ ｅｉ ｅ ｙａ ｎ ｍｅｉａ ｉ ｌｔ ｎ．Ｔｈ ｉ ｌｔｏ ｅｕｔ ｆｔｅ ｃ ｎｒ ｌ ｎ ｈ ａ ｌ－ ｓｉ ｏ ｓｐ ｏ ｅ ｙ Ｌ ａ ｕ ｏ ｈ ｏｙ ａ ｄ ｖ ｒｆ ｄ ｂ ｕ ｒｃ ｌｓｍｕａｉ ｅ ｍａ ｉ ｏ ｅｓｍｕａｉｎ ｒｓ ｌｓ ｓ ｏ ｔａ ｈ ｏ ｔｏｌｒａ ｄ ｔｅ ｆｕｔｅ ｔ ｔｒｈ ｖ ｉｈ ａ ｃ ｒｃ ｎ ｏ ｕ ｔｅ ｓ．Ｔｈ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ａ ｌ ｐ ｒｏｍａ ｃ ｅ ｈ ｗ ｈ ｔｔｅ ｃ ｎ ｒｌ ｎ ｈ ａ ｌ ｓｉ ｏ ａ ｅ ｈｇ ｃ ｕ ａ ｙ ａ ｄ ｒ ｂ ｓｎ ｓ ｅ — ｍａ ｅ ｃ ｎ ｒｌｓ ｓｅ ｈ ｓｗｅｌ ｅ ｒ ｎ ｅ ｗｈ ｎ ｆ
ＤＯＩ：０． ８ ３ ｉｉｓ １ ０ — ３ １ Байду номын сангаас ７ ／ ．ｓｎ． ０ ０ １ ２８． ０１ ０８． ０ ２ ０． ００
Ａｎ Ａｄ ｐ ｉ ｅ Ｆｕ ｚ ｔｍ ａ ｏ － ｓ ｄ Ｓ ｔ ｌｉｅ Ｆａ ｌ－ ｌ ｒ ｎ ａ ｔｖ ｚ ｙ Ｅｓｉ ｔ ｒ－ ｅ ａ ｅｌ ｕ ｔＴｏ ｅ ａ ｔ Ｂａ ｔ － Ｃｏ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｎ ｒ ｌＳ ｓｅ
Ａ ｓｒ ｃ ： ｎ ａ ａ ｔ ｅｆ ｚｙｆｕｔｅｔ ｔ — ａ ｅ ｌｂ ｌ ｙ ａ ｃ ｓ ｄｎ ｄ ｕｔ ｏｅａ ｔ ｏ ｔ ｌ Ｇ ＭＦ Ｃ）ａｇ ｒ ｈ ｂ ｔａ ｔ Ａ ｄ ｐｉ ｕ ｚ ａ ｌ ｓ ｍａｏ ｂ ｓ ｄ ｇ ａ ｎ ｍｉ ｌ ｉ ｇｍｏ ｅ ｆ ｌ ｔｌｒｎ ｎｒ （ ＤＳ Ｔ ｖ — ｉ ｒ ｏ ｄ ｉ ａ — ｃ ｏ ｌｏｉ ｍ ｔ ｔ ｏ
ＬＡ Ｇ Ｊ —ｎ ＷＡ Ｇ Ｑｎ ， Ｏ Ｇ Ｃ ａ—ａｇ Ｉ Ｎ ｉ ｊ ， Ｎ ｉ Ｄ Ｎ ｈｏｙｎ ｎｉ ｇ
（ ｃ ｏｌ ｆ ｕ ｍ ｔ ｎＳ ｉ ｃ ｎ ｌｃ ｉ ｌ ｎ ｉ ｅｉｇ Ｂ ｉａｇＵ ｉ ｒ ｔ ， ｅ ｉｇ１０ １ ｈｎ ） Ｓ ｈ ｏ ｏ Ａ ｔ ａ ｏ ｃ ｎ ｅａｄ Ｅｅ ｔｃ ｇｎ ｒ ， ｅ ｎ ｎｖ ｓ ｙ Ｂ ｉｎ ０ １ ，Ｃ ｉ ｏ ｉ ｅ ｒａ Ｅ ｅ ｎ ｈ ｅｉ ｊ ９ ａ
第 ３ 卷第 ８ １ 期
２ ０年 ８月 ０１
宇 航 学 报
Ｊ ｕ ｎ １ｏ ｔｏ ａ ｔｃ ｏ ｒ ａ ｆＡｓｒｎ ｕｉｓ
Ｖｏ ． Ｎｏ． １ ３１ ８ Ａｕｇ ｓ ２ ０ ｕｔ ０１
基 于 自适 应 模 糊 估 计 器 的 卫 星 容 错 制 系 控 统
梁 津 津 ，王 青 ，董 朝 阳
有 良好 的动 态 性 能 ； 制 器 对 某 卫 星 具 有 良好 的 控 制 精 度 ， 且 对 外 界 干 扰 有 较 强 的 鲁 棒 性 。 控 并 关 键 词 ：卫 星 ；滑模 控 制 ；故 障 估 计 器 ；容 错 控 制 系 统 中 图分 类 号 ：Ｖ ４ ． ４８２ ２ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ —３８２ １ ）８１７ ． ０ ０１２ （００ ０．９００ ６
（ 京航 空航 天 大 学 自动 化 科学 与 电气 工 程 学 院 ，北 京 １０ ９ ） 北 ０１１
摘
要 ：针 对 姿 态 控 制 系 统 出 现故 障对 卫 星 稳 定 性 和 控 制 性 能 的 不 利 影 响 ， 文 提 出 了一 种 基 于 自适 应 模 糊 本
故 障 估 计 器 的全 局 动 态 滑模 变 结 构 容 错 控 制 算 法 。设 计 了 一 个 自适 应 模 糊 估 计 器 对 系 统 中 的 故 障 函数 在 线 进 行 估 计 ， 过将 估 计 所 得 的故 障 函数 引 入 控 制 律 中 ， 未 知 故 障进 行 补 偿 。 为 了 使 得 系 统 响 应 对 外 部 干扰 具 有 全 局 通 对 鲁 棒 性 ， 文 为 控 制 器 设 计 了一 种 全 局 动 态 滑 模 面 。 采 用 Ｌａｕｏ 法 证 明 了 在 线 故 障 估 计 器 和 控 制 器 的 稳 定 本 ｙｐｎｖ方
ｓｌｅ ｔｅ ｆｕ ｔｔｌｒｎ ｒ ｂｅ ｆａ ｓｔｌｉ ｓｐｒｐ ｓｄ ｉ ｈ ａ ｅ ．Ｔ ｉ ｓｉ ｔｒｃ ｎ ｅ ｔ ｔ ａ ｌ ｃ ｕ ｒｄ ｉ ｈ ｙｔｍ ｏｖ ｈ ａ ｌ—ｏｅａ ｔｐ ｏ ｌｍｓｏ ａｅｌｅ ｉ ｏ ｏ ｅ ｎ ｔｅ ｐ ｐ ｒ ｈ ｓｅ ｔ ｔ ｍａｏ ａ ｓｉ ｅ ａｆ ｕｔｏ ｃ ｒｅ ｎ ｔｅ ｓ ｓｅ ｍａ ａ ｄ ｈ ｌ ｈ ｏ ｔ ｌｅ ｏｅｉ ｎａｅｔｅｅｆｃ ｆｔ ａ ｌ．Ａｎ ｈ ｎａ ｇｏ ａ ｙ ａ ｃ ｓｉｉ ｇｍｏ ｅｓ ｒａ ｅ ｉ ｅ ｉｎ ｄ ｔ ｋ ｕｅ ｎ ｅｐ ｔｅｃ ｎｒ ｌｒｔ ｌｍｉ ｔ ｈ ｆｅ ｔｏ ｏ ｈｅｆｕｔ ｄｔ ｅ ｌｂ ｌｄ ｎ ｍｉ ｌ ｎ ｄ ｕ ｆｃ ｓｄ ｓｇ ｅ ｏ ｍａ ｅ ｓ ｒ ｄ ｔ ａ ｈ ｅ ｐ ｎ ｅｏ ｈ ｙ ｔｍ ａ ｌｂ ｌｒｂ ｓｎｅｓａ ａｎ ｔｔ ｈ ｎ ｅｔｉｔ ｓｏ ｙ ｔｍ ｎ ｘｅｎ ｌｄ ｓｕｂａ ｃ ｓ ｈ ｅｓａ ｉｉ ｈ ｔｔｅ ｒ ｓ ｏ ｓ ｆｔ ｅ ｓｓｅ ｈ ｓｇｏ ａ ｏ ｕ ｔ ｓ ｇ ｉ ｓ ｏ ｔｅ ｕ ｃ ｒａｎｉ ｆｓ ｓｅ ａ ｄ ｅ ｔｒａ ｉｔｒ ｎ ｅ ．Ｔ ｔｂｌｔ ｅ ｙ ｏ ｈ ｏ ｔｏｌｒａ ｄ ｔｅｆ ｕｔｅ ｔ ｔｒｉ ｒｖ ｄ ｂ ｙ ｐ ｎ ｖｔｅ ｒ ｎ ｅｉ ｅ ｙａ ｎ ｍｅｉａ ｉ ｌｔ ｎ．Ｔｈ ｉ ｌｔｏ ｅｕｔ ｆｔｅ ｃ ｎｒ ｌ ｎ ｈ ａ ｌ－ ｓｉ ｏ ｓｐ ｏ ｅ ｙ Ｌ ａ ｕ ｏ ｈ ｏｙ ａ ｄ ｖ ｒｆ ｄ ｂ ｕ ｒｃ ｌｓｍｕａｉ ｅ ｍａ ｉ ｏ ｅｓｍｕａｉｎ ｒｓ ｌｓ ｓ ｏ ｔａ ｈ ｏ ｔｏｌｒａ ｄ ｔｅ ｆｕｔｅ ｔ ｔｒｈ ｖ ｉｈ ａ ｃ ｒｃ ｎ ｏ ｕ ｔｅ ｓ．Ｔｈ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ａ ｌ ｐ ｒｏｍａ ｃ ｅ ｈ ｗ ｈ ｔｔｅ ｃ ｎ ｒｌ ｎ ｈ ａ ｌ ｓｉ ｏ ａ ｅ ｈｇ ｃ ｕ ａ ｙ ａ ｄ ｒ ｂ ｓｎ ｓ ｅ — ｍａ ｅ ｃ ｎ ｒｌｓ ｓｅ ｈ ｓｗｅｌ ｅ ｒ ｎ ｅ ｗｈ ｎ ｆ
ＤＯＩ：０． ８ ３ ｉｉｓ １ ０ — ３ １ Байду номын сангаас ７ ／ ．ｓｎ． ０ ０ １ ２８． ０１ ０８． ０ ２ ０． ００
Ａｎ Ａｄ ｐ ｉ ｅ Ｆｕ ｚ ｔｍ ａ ｏ － ｓ ｄ Ｓ ｔ ｌｉｅ Ｆａ ｌ－ ｌ ｒ ｎ ａ ｔｖ ｚ ｙ Ｅｓｉ ｔ ｒ－ ｅ ａ ｅｌ ｕ ｔＴｏ ｅ ａ ｔ Ｂａ ｔ － Ｃｏ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｎ ｒ ｌＳ ｓｅ
Ａ ｓｒ ｃ ： ｎ ａ ａ ｔ ｅｆ ｚｙｆｕｔｅｔ ｔ — ａ ｅ ｌｂ ｌ ｙ ａ ｃ ｓ ｄｎ ｄ ｕｔ ｏｅａ ｔ ｏ ｔ ｌ Ｇ ＭＦ Ｃ）ａｇ ｒ ｈ ｂ ｔａ ｔ Ａ ｄ ｐｉ ｕ ｚ ａ ｌ ｓ ｍａｏ ｂ ｓ ｄ ｇ ａ ｎ ｍｉ ｌ ｉ ｇｍｏ ｅ ｆ ｌ ｔｌｒｎ ｎｒ （ ＤＳ Ｔ ｖ — ｉ ｒ ｏ ｄ ｉ ａ — ｃ ｏ ｌｏｉ ｍ ｔ ｔ ｏ
ＬＡ Ｇ Ｊ —ｎ ＷＡ Ｇ Ｑｎ ， Ｏ Ｇ Ｃ ａ—ａｇ Ｉ Ｎ ｉ ｊ ， Ｎ ｉ Ｄ Ｎ ｈｏｙｎ ｎｉ ｇ
（ ｃ ｏｌ ｆ ｕ ｍ ｔ ｎＳ ｉ ｃ ｎ ｌｃ ｉ ｌ ｎ ｉ ｅｉｇ Ｂ ｉａｇＵ ｉ ｒ ｔ ， ｅ ｉｇ１０ １ ｈｎ ） Ｓ ｈ ｏ ｏ Ａ ｔ ａ ｏ ｃ ｎ ｅａｄ Ｅｅ ｔｃ ｇｎ ｒ ， ｅ ｎ ｎｖ ｓ ｙ Ｂ ｉｎ ０ １ ，Ｃ ｉ ｏ ｉ ｅ ｒａ Ｅ ｅ ｎ ｈ ｅｉ ｊ ９ ａ
第 ３ 卷第 ８ １ 期
２ ０年 ８月 ０１
宇 航 学 报
Ｊ ｕ ｎ １ｏ ｔｏ ａ ｔｃ ｏ ｒ ａ ｆＡｓｒｎ ｕｉｓ
Ｖｏ ． Ｎｏ． １ ３１ ８ Ａｕｇ ｓ ２ ０ ｕｔ ０１
基 于 自适 应 模 糊 估 计 器 的 卫 星 容 错 制 系 控 统
梁 津 津 ，王 青 ，董 朝 阳