余光学，宋敬群，杨 华

（1. 北京宇航系统工程研究所，北京，100076；2. 中国运载火箭技术研究院，北京，100076）

0 引 言

在航天运载事故中，由于推进系统故障而导致的重大失败次数约占总失败次数的50%以上[1]。针对发动机故障问题，开展故障重构控制，保证在运载器非致命故障下的姿控稳定与任务鲁棒性至关重要。近年来随着智能技术的发展，国内外主要工业领域的整体技术水平正在快速提升，“智慧火箭”、“智能导弹”的概念也已明确提出[3]，迫切需要对智能控制的动力学建模、故障诊断和控制重构技术等加大研究与实践。国外运载火箭在飞行出现故障时仍能够自主利用全箭剩余能力去完成飞行任务，诸如土星一号和Falcon9火箭均曾在一级单发动机出现故障情况下，通过箭上控制重构最终保证任务成功[1]。反观中国在CZ-3B Y8、CZ-2C Y26、CZ-5 Y2等飞行任务中均出现由于单一系统故障而给飞行任务带来致命影响，火箭尚未形成故障检测与控制重构能力，运载器从自动控制转向智能控制成为航天技术发展的必然和必需[4]。

本文进行了运载器故障动力学建模研究与智能控制总体技术探索，给出了一种基于自适应控制与优化策略的姿态重构控制研究成果，姿态控制器设计包括控制律重构与控制重分配。最后探讨了智能控制研究方向。

1 运载器故障动力学建模

1.1 动力学模型

如图1所示，在此针对芯级运载器4台发动机“×字”布局切向摆动动力学故障建模如下：

质心运动学方程：

质心动力学方程：