张科， 韩治国， 郭小红， 吕梅柏

1.西北工业大学 航天学院， 西安 710072 2.西北工业大学 航天飞行动力学技术重点实验室， 西安 710072 3.西安卫星测控中心， 西安 710043

航天器姿控系统的PD型学习观测器故障重构

张科1,2,*， 韩治国1,2， 郭小红3， 吕梅柏1,2

1.西北工业大学 航天学院， 西安 710072 2.西北工业大学 航天飞行动力学技术重点实验室， 西安 710072 3.西安卫星测控中心， 西安 710043

针对满足Lipschitz条件的航天器姿态控制系统这一非线性系统中存在的执行器加性故障、空间干扰与测量噪声问题，提出了基于PD型迭代学习观测器的故障重构方法。该方法具有期望的鲁棒性能指标，能够在系统存在空间干扰与测量噪声情况下实现对突变故障与时变故障等故障类型的精确重构。基于线性矩阵不等式技术给出系统化PD型迭代学习观测器的设计方法，并根据Lyapunov稳定性理论对上述设计方法的稳定性条件进行了理论证明，同时利用鲁棒技术抑制空间干扰与测量噪声对执行器故障重构的影响，通过线性矩阵不等式工具箱求解观测器参数矩阵。最后，将该方法应用到航天器姿态控制系统中，仿真结果证明了该方法的有效性。

故障重构； 迭代学习； 非线性系统； 姿控系统； 航天器

随着高性能与高可靠性要求的增加，航天器姿态控制系统(Spacecraft Attitude Control System, SACS)变得越来越精细与复杂。由于航天器长期运行在恶劣的空间环境，这样的复杂系统不可避免地存在各种各样的故障，这些故障将会降低系统的性能，甚至带来灾难性的后果。……