一种基于线性扩张状态观测器的柔性航天器容错姿态控制方法技术

一种基于线性扩张状态观测器的柔性航天器容错姿态控制方法，它有三大步骤：首先通过重写航天器的动力学模型，以得到一种适合线性扩张状态观测器设计的形式；然后设计一个线性扩张状态观测器，利用指令控制力矩和欧拉角测量信息估计系统状态和广义扰动；最后利用线性扩张状态观测器估计出来的状态和广义扰动设计一个高效的鲁棒容错控制律。本方案的估计误差与控制误差均有界，且当观测器和控制器的带宽分别增加时，相应误差上界单调递减；使航天器在存在柔性振动、动力学参数不确定性、内外扰动，同时作为执行机构的反作用飞轮发生故障的情况下，仍能实现高精度的姿态控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，它是一种应用于柔性航天器的基于线性扩张状态观测器的鲁棒容错姿态控制方法。属于航天器姿态控制

技术介绍
精度和可靠性是航天器姿态控制的重要问题。但现实环境中航天器的多柔性、强非线性、未建模动态特性、动力学参数不确定性、内部扰动和外部扰动等使姿态控制系统很难达到理想的性能。另外，在姿态控制系统设计时也要考虑到执行机构、敏感器和其它系统部件的故障。因为，当航天器在轨工作时间长之后，一些执行机构、敏感器及其它系统部件可能发生故障，这将导致控制性能下降、控制系统失稳、甚至灾难事故。为此，有必要设计一种对这些潜在故障有容错能力且又具有期望的控制性能和稳定性的姿态控制系统。这样的控制系统称为容错控制系统(Fault Tolerant Control System, FTCS)。在过去的三十年中，由于对航天器可靠性及安全性要求的提高，促进了对FTCS的研究。但如果对上述实际因素同时给予考虑，问题将变的更加棘手。简单地说，FTCS可以分为两类主动容错控制系统(Active Fault TolerantControl System,AFTCS)和被动容错控制系统(Passiv本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于线性扩张状态观测器的柔性航天器容错姿态控制方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：步骤一：重写航天器的动力学模型，以得到一种更适合LESO设计的形式当采用欧拉角描述航天器姿态时，航天器的运动学方程写为其中,θ和ψ分别为滚动角、俯仰角与偏航角，ωb＝[ωx?ωy?ωz]T是本体坐标系fb相对于惯性坐标系fI的角速度在fb中表示的分量列阵，ω0是轨道角速度，在这里认为是常数；假设航天器的柔性附件的弹性位移很小，那么以四斜装反作用轮作为执行机构的柔性航天器的动力学方程表示为Isω·b+Fη··+ωb&t...

【技术特征摘要】
1.一种基于线性扩张状态观测器的柔性航天器容错姿态控制方法，其特征在于该方法具体步骤如下 步骤一重写航天...

【专利技术属性】
技术研发人员：金磊，徐世杰，刘宝玉，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：