航天器执行器故障的输出反馈容错控制研究

研究航天器的有效性、可靠性控制技术，对我国空间航天器自主控制领域开展理论基础和应用研究具有重要的实际意义。本项目针对执行器故障情况下的航天器姿态容错控制问题，以提高我国未来型号航天器高精度、高可靠性和在轨自主运行能力为研究背景和应用目标，通过对执行器故障特性的分析，综合非线性控制理论与方法，考虑干扰与模型不确定性的影响，开展航天器执行器故障的姿态输出反馈容错控制技术的研究；在此基础上，探索深层次控制问题，进一步考虑控制受限的约束条件，深入研究航天器姿态输出反馈容错控制的新机理、新方法，并就其在系统设计、稳定性分析、数学仿真等方面的一些问题进行深入系统的研究；同时，从控制工程角度出发，探寻高效而稳定的数值方法，使得研究成果可应用于工程实际。最后，将上述研究应用于某型号航天器姿态容错控制系统设计，以期为我国未来型号的航天器容错控制技术的进一步研究与应用提供新思路、理论依据和技术储备。

针对执行器故障情况下的航天器姿态容错控制问题，本课题展开了深入系统地研究。建立了执行器故障下的航天器航天器的动力学模型，提出了航天器姿态输出反馈容错控制新机理、新方法，突破了该类系统存在故障、干扰、控制受限等的关键技术，有效地解决了航天器姿态控系统的控制技术难题，提升了在轨航天器的可靠性与指向精度，相关成果为我国未来型号的航天器容错控制技术的进一步研究与应用提供新思路、理论依据和技术储备。发表相关学术论文被三大检索收录30篇，其中在IEEE Transactions、美国航空航天学会(AIAA)等SCI检索的系列期刊上发表20篇, 国内核心一级期刊及国际学术会议且EI检索10篇；获黑龙江省自然科学一等1项、黑龙江省教学改革成果奖二等奖1项等多项奖励，并入选教育部新世纪优秀人才计划; 同时，以该课题的研究内容，正在培养博士研究生2名，其中1名获得哈尔滨工业大学“优博”正在进行基金，已毕业硕士研究生4名，其中1名获得黑龙江省优秀硕士论文奖。