刘伟杰 陈 斌 冯佳佳

1. 北京控制工程研究所，北京100094 2. 空间智能控制技术重点实验室，北京100094

0 引言

20世纪末以来，空间自主交会对接技术得到了越来越多的应用。在自主交会最终逼近段的接近轨迹设计及其相对应的故障诊断、隔离与恢复，被认为是自主交会最主要的技术难点[1]。在这一阶段，追踪航天器可能受到帆板的挠性运动、液体晃动等干扰，另外还因为轨道摄动、各种导航和控制误差、推力器故障等原因，导致实际轨迹与计划轨迹之间会产生偏差[2]，这也增加了追踪航天器故障诊断的难度。目前对于推力器故障的容错设计主要是针对被动轨迹保护和主动轨迹保护两大类方法[2-3]。采用解析模型故障诊断与容错控制的思想研究这一问题的文献还比较少见[4-5]。针对航天器圆轨道自主交会问题，刘伟杰在考虑推力器输出约束的情况下，完成了故障诊断与容错控制的集成设计[6]。需要注意的是，航天器自主交会过程中追踪航天器一旦发生故障，就需要航天器在极短的时间内完成故障的诊断与隔离，否则航天器会偏离规划轨迹，而这往往意味着交会任务的中止。

近年来，故障诊断与容错控制集成技术由于其高可靠性及兼顾诊断性得到了越来越多的关注。Nett首先提出了故障诊断与容错控制集成设计思想[7]，并设计了一个四参数集成控制器。陈雪芹针对航天器执行机构和敏感器故障，考虑故障诊断结果的不确定性与系统参数的不确定性，分别采用H2和H∞范数作为系统故障诊断和容错控制的性能指标，设计输出反馈混合H2/H∞控制律[8]。……