基于动态控制分配的卫星姿态控制系统容错控制

陈轩¹，程月华²，姜斌¹，贺亮^3,4

1. 南京航空航天大学自动化学院2. 南京航空航天大学高新技术研究院3. 上海航天控制工程研究所

摘 要：针对卫星姿态控制系统执行机构故障情况下的姿态跟踪问题,研究了一种基于动态控制分配的容错控制方法。首先,考虑由卫星转动惯量不确定性与外界干扰组成复合干扰,设计了基于干扰观测器的反步姿态跟踪控制器,利用干扰观测器对复合干扰进行估计,并且采用李雅普诺夫方法分析了闭环系统的稳定性;其次,针对发生乘性执行机构故障的卫星姿态控制系统,设计了基于动态控制分配的容错控制方法,该方法无需对控制律进行调整,而是利用故障信息调整目标函数,通过动态控制分配方法实现容错控制。仿真结果表明,该方法能够在执行机构发生故障情况下有效完成姿态跟踪。

关键词：卫星;姿态控制;反步控制;干扰观测器;控制分配;容错控制;