卫星姿控系统可重构性综合评价方法研究

针对可重构性评价需考虑系统资源、性能等多约束条件的问题,以卫星混合执行机构姿控系统为研究对象,建立了基于组合赋权法的卫星可重构性综合评价方法。首先,综合分析影响卫星姿控系统的指标因素,结合系统可重构性度量指标构建了综合评价指标体系;然后利用层次分析法和熵权法分别得到权重初值,以最小二乘法为工具建立确定具有主客观意义的优化组合评价权重;最后采用欧几里德距离为测度,计算各方案距离正负理想点的相对接近度并以此作为评价准则。针对多方案系统配置实例进行了验证计算,结果表明利用基于组合赋权法的评价方法能有效地对卫星姿态控制系统可重构性进行综合评估,具有较好的应用价值。

卫星混合执行机构的可重构性研究

针对含混合执行机构的姿态控制系统中常见构型配置问题进行研究,选择金字塔(PC)、五棱锥安装(FPC)的单框架控制力矩陀螺群(SGCMG)与三正一斜装、四斜装的动量轮(MW)分别进行执行机构组合构型比较。根据提出的构型评价指标,考虑各组合构型因故障进行重构情形,从角动量包络、执行机构功耗、系统控制性能、构型安装位置等方面研究卫星混合执行机构的可重构性。通过对各混合构型及其重构构型完成姿态大角度机动进行仿真,得到相关可重构性研究结论,结果表明混合执行机构的可重构性与构型安装数目及位置有着密切的关系,执行机构功耗也影响其可重构能力等,可以为卫星混合执行机构可重构性评价和设计提供相关参考。

基于能耗与可靠性约束的动量轮可重构性评价

针对目前在控制系统的可重构性评价中较少考虑系统能耗、可靠性限制的问题,文章研究了约束条件下卫星姿态控制系统可重构性度量及评价方法,建立了含执行机构失效因子的控制系统模型,并基于可控性格兰姆矩阵得到能耗约束下可重构性度量指标;然后将可靠性指标引入到系统可重构性评价度量中,进一步缩小可重构性集合;最终形成综合两种约束的可重构性评价方法。通过对含动量轮系统的重构构型仿真,得到约束前后的可重构性对比,仿真结果符合实际分析,验证了该方法的有效性。