16、航天器控制分配与容错控制技术研究

航天器控制分配与容错控制技术研究

1. 仿真结果分析

在仿真研究中，我们对不同控制方案在存在故障检测与诊断（FDD）估计不确定性的情况下进行了性能评估。当 FDD 估计不精确性设定为 33%时，对 PICA 和 RobCA 方案的控制性能进行了详细分析。

1.1 控制性能对比

• 姿态和速度响应 ：从图 9.9、9.10 和 9.11 可以看出，在如此严重的 FDD 不精确性下，PICA 和 RobCA 方案的性能均较标称性能有所下降。然而，与 PICA 方案相比，RobCA 方案的姿态和速度时间响应振荡更少、超调更小。
• 控制扭矩和能量消耗 ：图 9.12 和 9.13 展示了指令控制扭矩和实际输出扭矩的时间响应。图 9.14 显示了三种方案的能量消耗时间响应。可以明显看出，RobCA 方案的能量消耗始终小于 PICA 方案，这也解释了其在图 9.9、9.10 和 9.11 中表现出的更好的闭环性能，从能量角度体现了 RobCA 方案的优越性。

1.2 方案总结

采用所提出的控制方案（PD 型控制器 + 在线 CA），在 FDD 估计存在有界不确定性的情况下，能够实现闭环姿态稳定。此外，如果 FDD 不精确性 η 过大，无法满足特定约束条件时，所提出的 RobCA 算法的性能优于 PICA 算法，即 RobCA 对更大的 FDD 估计不确定性具有更强的鲁棒性。

1.3 控制方案对比表格

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