卫星姿态控制系统的故障可诊断性评价研究

在不依赖任何诊断算法的前提下,对卫星姿态控制系统中传感器和执行器的故障可诊断性进行评价,旨在将提高系统故障诊断能力的工作重点前移到设计阶段.由于反馈控制的存在,导致故障会在整个系统中进行传播,使得单故障源表现出多异常征兆,这给闭环系统的故障诊断带来极大挑战.将故障视作扩展状态,并考虑模型不确定性,得到卫星姿态闭环控制系统的状态空间模型;根据可观测性判据,给出并证明考虑建模不确定性的加性故障和乘性故障可诊断性条件.所得相关结论可为卫星姿态控制系统设计提供理论参考依据.

乘性故障对开闭环系统故障诊断性能的影响

研究线性系统中执行器乘性故障分别对于开闭环系统故障诊断的影响。真实系统由于稳定性、鲁棒性等要求通常受到控制信号的作用。在执行器发生故障时,控制信号与残差信号无法完全解耦,故障幅值也会不可避免的对故障诊断性能带来影响。建立线性离散系统中执行器乘性故障模型,采用Luenburger观测器方法生成残差,通过分析故障情况下系统残差的一步转移方程递推表达式,研究开闭环系统中故障情况下估计误差信号和残差信号的动态演化规律。利用三角不等式得到开闭环情况下残差信号发散和收敛的条件,该条件与乘性故障的不同幅值紧密相关。仿真试验中通过选取不同幅值的执行器乘性故障说明该分析的有效性。

基于未知输入滤波器的过驱动系统故障诊断方法

过驱动系统由于执行器间的冗余性导致故障往往具有严重的耦合性,从而给故障的分离带来很大困难。针对过驱动系统的执行器乘性故障,提出了一种基于未知输入滤波器的故障诊断方法。首先,提出了一种新的未知输入滤波器结构,设计方便。然后,将指定执行器的故障看作未知输入,通过一组结构化残差来实现故障分离,并在此基础上,提出了一种故障估计方法。最后,通过ADMIRE飞行器的近似线性化模型仿真验证了所提方法的有效性。

网络控制系统H_∞指数稳定容错控制器的设计

随着网络控制系统的广泛应用,容错控制问题也成为了大家研究的重点,尽管网络控制系统的容错控制方法很多,但是还有一些方法被忽略,为了更好地实现容错控制,提出一种设计,针对一类时延网络控制系统(NCS),在执行器出现故障为乘性故障情况下,对系统建立离散形式的数学模型,运用离散系统的有界实引理,设计此系统的H∞指数稳定容错控制器;最终通过LMI工具箱求出状态反馈矩阵,获得设计的容错控制器;数据示例证明了此控制器符合设计要求,并且能够实现容错控制。