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具有附加执行器故障的航天器控制系统的控制器重构瞬时优化。 (英语) 兹比尔1483.49008

摘要:针对执行器附加故障的航天器控制系统,提出了一种优化控制器重构(CR)时刻的方法。由于严重的资源限制,航天器处理在轨故障的成本“昂贵”。为了克服这些限制,我们试图从时间管理的角度降低CR成本。该方法的基本思想是提出一个可重构性评价指标,以量化故障系统通过CR测度保持容许性能的能力,然后推导出可重构性指标与CR过程中四个关键时刻之间的数学关系。在此基础上,通过最大化可重构指数来优化CR瞬时值。最后,通过实例说明了该方法的有效性。结果表明,通过提高CR过程中的时间管理效率,可以在一定程度上节约有限的资源。

理学硕士:

49J10型 两个或多个自变量自由问题的存在性理论
70平方米 轨道力学
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 博伊德,S。;El Ghaoui,L。;Feron,E。;Balakrishnan,V.,系统和控制理论中的线性矩阵不等式(1994),SIAM·Zbl 0816.93004号
[2] 卡斯塔尔迪,P。;米姆,N。;Simani,S.,飞机和航天器系统非线性模型的容错控制方案,IFAC会议论文集,44,1,13705-13710(2011)·Zbl 1292.62133号 ·doi:10.3182/20110828-6-IT-1002.00455
[3] Ding,S.,《基于模型的故障诊断技术:设计方案、算法和工具》(2008),Springer
[4] 高,Z。;Antsaklis,P.J.,可重构控制系统伪逆方法的稳定性,国际控制杂志,53,3,717-729(2007)·Zbl 0725.93025号 ·doi:10.1080/00207179108953643
[5] 郭,B。;Chen,Y.,航天器姿态稳定系统集成扰动观测器的自适应快速滑模容错控制,ISA Transactions,94,1-9(2019)·doi:10.1016/j.isatra.2019.04.014
[6] Hamdaoui,R.,执行器故障诊断和调节的集成架构,《国际仪表和控制系统杂志》,第2、3、39-51页(2012年)·doi:10.5121/ijics
[7] Hamdaoui,R.和Abdelkrim,M.N.(2011年)。执行器故障可恢复性的诊断和调节延迟条件。《国际系统、信号和设备多会议》(第1-6页)。电气与电子工程师协会。
[8] 胡,Q。;李,B。;Zhang,A.,致动器失准下航天器姿态稳定的鲁棒有限时间控制分配,非线性动力学,73,1-2,53-71(2013)·Zbl 1281.70015号 ·doi:10.1007/s11071-013-0766-2
[9] 黄,J。;Wu,N.E.,基于控制可重构性的相量测量单元容错布置,控制工程实践,21,1,1-11(2013)·doi:10.1016/j.connengprac.2012.09.001
[10] Hughes,P.C.,《航天器姿态动力学》(2012),Courier Corporation
[11] 科茨,S。;Nadarajah,S.,《极值分布:理论与应用》(2000),帝国理工大学出版社·Zbl 0960.62051号
[12] 刘,J。;乔希,S.S。;阿格拉瓦尔,B.N。;Kim,J.W.,《航天器周期性扰动识别与抑制研究》,《制导控制与动力学杂志》,29,4,792-798(2006)·数字对象标识代码:10.2514/1.17341
[13] 李,X。;Ahn,C.K。;卢·D。;郭,S.,马尔科夫跳跃系统的鲁棒同步故障估计和非脆弱输出反馈容错控制,IEEE系统人与控制论系统汇刊,49,9,1769-1776(2019)·doi:10.1109/TSMC.6221021
[14] 李,L。;罗,H。;丁,S.X。;Yang,Y。;Peng,K.,《基于性能的自动控制系统故障检测和容错控制》,Automatica,99(2019),308-316(2019年)·Zbl 1406.93326号 ·doi:10.1016/j.automatica.2018.10.047
[15] 李,J。;邮政,M。;Lee,R.,用于纳米卫星应用的实时非线性姿态控制系统,《制导控制与动力学杂志》,36,61661-1671(2013)·数字对象标识代码:10.2514/1.59023
[16] Min,L。;Ming,L。;Zhang,Y。;Geng,Y.,通过新型滑模观测器方法实现T-S模糊随机时滞系统的容错滑模控制,国际系统科学杂志,49,7,1353-1367(2018)·Zbl 1483.93062号 ·doi:10.1080/00207721.2018.1447168
[17] 纳西里,A。;Nguang,S.K。;斯温,A。;Almakhles,D.,一类具有不确定性的MIMO非线性系统的被动执行器容错控制,国际控制杂志,92,3,693-704(2017)·Zbl 1414.93081号 ·doi:10.1080/00207179.2017.1367102
[18] Z.Renwei,《卫星轨道姿态动力学与控制》(1998),北京航空航天大学出版社
[19] 三亚,A。;Fosbury,A。;查图尔维迪,N。;Bernstein,D.,具有干扰抑制和几乎全局稳定的无惯性航天器姿态跟踪,制导控制与动力学杂志,32,4,1167-1178(2009)·数字对象标识代码:10.2514/1.41565
[20] 萨萨诺,M。;Astolfi,A.,输入仿射非线性系统的HJ不等式和HJB方程的动态近似解,IEEE自动控制汇刊,57,10,2490-2503(2012)·Zbl 1369.93179号 ·doi:10.1109/TAC.2012.2186716
[21] Schaub,H。;Junkins,J。;Schetz,J.,《空间系统分析力学》(2009年),美国航空航天研究所·Zbl 1194.70001号
[22] Scolese,C.(2006)。机构的设计和开发要求(技术代表NASA-STD-5017,第LLIS-1598课:将反应轮作为有限的航天器资源进行管理)。美国国家航空航天局。
[23] Shaker,H.R。;Shaker,F.,线性随机系统的控制配置选择,《过程控制杂志》,24,1,146-151(2014)·doi:10.1016/j.jprocont.2013.11.008
[24] 宋,Q。;Song,Y.D.,一类具有传感器和执行器故障的未知非仿射系统的广义PI控制设计,《系统与控制快报》,64,1,86-95(2014)·Zbl 1283.93104号 ·doi:10.1016/j.sysconle.2013.11.011
[25] Staroswiecki,M.,《容错控制:重新审视伪逆方法》,IFAC会议论文集,38,1,418-423(2005)·doi:10.3182/20050703-6-CZ-1902.01872
[26] Stefanovski,J.D.,带附加故障的被动容错完美跟踪,Automatica,87(2018),432-436(2018)·Zbl 1378.93041号 ·doi:10.1016/j.automatica.2017.09.011
[27] Upchurch,J.M.、Gonzalez,O.R.和Joshi,S.M.(2014)。通过状态增强识别附加、时变执行器和传感器故障。NASA技术报告服务器。
[28] Van,M。;Ge,S.S。;Ren,H.,使用自适应三阶滑模控制的一类二阶非线性系统的鲁棒容错控制,IEEE系统、人与控制论汇刊:系统,47,2,221-228(2017)·doi:10.1109/TSMC.2016.2557220
[29] 王博士。;贾永华。;Jin,L。;Gui,H.C。;Xu,S.J.,扰动下带有一个推进器的欠驱动航天器的可控性,机械学报,28,3,838-847(2012)·Zbl 1345.93034号 ·doi:10.1007/s10409-012-0078-7
[30] Wu,L.B。;何小强。;张德清。;Jia,H.W.,一类多状态时滞不确定切换非线性系统的自适应容错控制·Zbl 1482.93326号 ·doi:10.1080/0207721.2018.1479004
[31] Wu,N.E。;周,K。;Salomon,G.,《线性时不变系统的控制可重构性》,Automatica,36,11,1767-1771(2000)·Zbl 0961.93514号 ·doi:10.1016/S0005-1098(00)00080-7
[32] Xiang,Z。;王,R。;Chen,Q.,异步切换下时滞切换非线性系统的容错控制,国际应用数学与计算机科学杂志,20,3497-506(2010)·Zbl 1211.93075号 ·doi:10.2478/v10006-010-0036-0
[33] Yang,H。;江,B。;Staroswiecki先生。;Zhang,Y.,一类互联非线性系统的故障可恢复性和容错控制,Automatica,54(2015),49-55(2015)·Zbl 1318.93032号 ·doi:10.1016/j.automatica.2015.01.037
[34] Zhang,Y。;江杰,可重构容错控制系统的集成设计,制导控制与动力学杂志,24,1,133-136(2001)·数字对象标识代码:10.2514/2.4687
[35] Zhang,Y。;江J.,《主动容错控制系统中故障诊断与可重构控制集成问题》,《故障检测监督与技术过程安全》,39,13,1437-1448(2007)·doi:10.1016/B978-008044485-7/50242-6
[36] Zhang,Y。;江杰,《可重构容错控制系统文献综述》,《控制领域的年度评论》,32,2,229-252(2008)·doi:10.1016/j.arcontrol.2008.03.008
[37] Zhang,B.、Sconyers,C.、Byington,C.、Patrick,R.、Orchard,M.和Vachtsevanos,G.(2008)。异常检测:一种检测意外故障的稳健方法。在美国科罗拉多州丹佛举行的国际预测和健康管理会议上。
[38] 赵,D。;李毅。;Ahn,C.K。;Ding,S.X.,二维离散系统的最优状态和故障估计,Automatica,115(2020)(2020)·Zbl 1436.93136号 ·doi:10.1016/j.automatica.2020.108856
[39] 钟伟新,《关于精细积分法》,《计算与应用数学杂志》,163,1,59-78(2004)·Zbl 1046.65053号 ·doi:10.1016/j.cam.2003.08.053
[40] 周,S。;Song,Y.,状态约束纯反馈系统的神经自适应容错控制:集体反推设计,神经计算,420(2021),90-97(2021年)·doi:10.1016/j.neucom.2020.07.096
[41] 朱,F。;Antsaklis,P.J.,《混合开关系统的最优控制:简要综述》,《离散事件动态系统》,25,3,345-364(2015)·Zbl 1328.93137号 ·doi:10.1007/s10626-014-0187-5
[42] 邹伟(Zou,W.)。;Ahn,C.K。;Xiang,Z.,基于模糊近似的异构切换非线性多智能体系统分布式容错共识,IEEE模糊系统汇刊(2020)·doi:10.1109/TFUZZ.2020.3009730
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