段文杰 王大轶 刘成瑞

1.北京控制工程研究所,北京100190 2.空间智能控制技术重点实验室,北京100190



卫星控制系统可重构性优化设计方法*

段文杰1,2王大轶1,2刘成瑞1,2

1.北京控制工程研究所,北京100190 2.空间智能控制技术重点实验室,北京100190

在卫星控制系统设计阶段考虑可重构性，可增强故障处理能力，对提高卫星的可靠性、可维护性及在轨生存能力具有重要意义。提出了卫星控制系统可重构性优化设计方法，该方法主要包括总体设计、子系统设计和系统分析方法。提出了功能目标设计和最小实现分析，用于建立总体设计优化方程，并考虑到子系统的性能要求；通过功能目标模型分析和反馈，可以调整设计，便于多目标设计结果的选择。最后给出了一个卫星控制系统设计的实例。

可重构性；优化设计；功能目标模型；卫星

提高卫星控制系统故障处理能力，可以从2个方面入手：1)容错控制可以提高故障的诊断能力和冗余的利用程度，进而提高故障处理能力；2)在系统设计过程中将可重构性作为要素添加到设计流程中，可以从设计层面上提高系统的冗余水平，从而提高可重构性、增强故障处理能力。

可重构性研究可分为可重构性分析与可重构性设计2方面。其中，可重构性分析为可重构性设计奠定了基础。当前可重构分析方面研究非常有限，可分为2方面：1)基于解析模型的研究方法，如以线性系统格拉姆矩阵特征值为基础的分析方法[1](最小特征值与控制性能及能量消耗相关)和非线性系统冗余度分析[2]等；……