徐赫屿 王大轶 李文博

北京控制工程研究所，北京100190



卫星姿态控制系统的可重构性量化评价方法研究*

徐赫屿 王大轶 李文博

北京控制工程研究所，北京100190

控制可重构性本质上度量了不利条件下被控系统剩余的能控性。鉴于此，本文以卫星姿态控制系统为研究对象，研究了故障系统可重构性和剩余能控性之间的关系，提出了一种基于能控性格莱姆矩阵的可重构评价方法。首先，对标准能控性格莱姆矩阵的局限性进行了分析：由于该方法需要求解李雅普诺夫方程，故只适用于稳定系统或特征值和不为0的非稳定系统；然后，引入经验能控性格莱姆矩阵，不用直接求解李雅普诺夫方程即可获取格莱姆矩阵，使得该方法可扩展应用于卫星姿态控制系统；其次，考虑到经验格莱姆矩阵计算量大，采用精细积分方法提高了计算效率；最后，通过3个仿真算例，验证了本文所提方法的有效性和正确性。 关键词 卫星姿态控制系统；可重构性；经验格莱姆矩阵；精细积分

近年来，卫星在通信、对地观测、深空探测及军事等领域发挥着越来越重要的作用。随着空间技术的发展，对卫星姿态控制系统安全性和可靠性要求不断提高，故障重构方案的研究受到了广泛的重视。要实现对卫星控制系统的故障处理，首先系统自身必须是可重构的。可重构性的定义为[1]：在资源配置一定的情况下，系统发生故障后恢复全部或部分性能的能力。进行可重构性研究是提高卫星故障处理能力的根本所在。……