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本文研究了航天器控制分配与容错控制技术，通过仿真对比分析了PICA和RobCA方案在FDD估计不确定性下的控制性能，结果显示RobCA在姿态响应、能量消耗及鲁棒性方面均优于PICA。理论证明基于Lyapunov方法和Barbalat引理，验证了闭环系统的渐近稳定性。研究提出了多种先进控制方案，涵盖虚拟控制律、有限时间控制、鲁棒控制分配等，并总结了在多目标优化CA、基于CA的容错控制、自主智能FDD/FTC以及工程实验验证等方面的现存挑战与未来方向，为提升航天器姿态控制系统的可靠性与智能化水平提供了理论基础和

本文提出了一种针对航天器执行器故障及故障检测与诊断（FDD）估计不确定性的鲁棒闭环控制分配（CA）策略。通过设计PD型基线控制律与鲁棒最小二乘控制分配算法（RobCA），结合二阶锥规划（SOCP）求解最优控制指令，有效减小了控制需求与实际输入之间的偏差。理论分析证明了系统在PICA和RobCA算法下的渐近稳定性，仿真结果表明，所提方法在不同不确定性水平（如5%和33%）下均能保持良好的姿态控制性能、扭矩跟踪能力与能量效率，尤其在高不确定性条件下，RobCA显著优于传统PICA算法，具备更强的鲁棒性与实用性。

本文提出了一种基于闭环约束最优控制分配（CLCA）的航天器姿态稳定控制方案，结合SPD控制器实现高精度姿态调控。通过理论分析证明了系统的渐近稳定性，并在存在执行器不确定性和外部干扰的情况下进行了仿真验证。结果表明，该方案具有良好的动态响应、稳态精度、低能量消耗及强鲁棒性，适用于过驱动航天器系统，在实际工程中具有重要应用价值。

本文针对航天器姿态控制系统中的输入饱和与执行器冗余问题，提出了一种基于非线性比例-导数（SPD）的控制律与闭环控制分配（CA）相结合的解决方案。通过设计考虑输入约束的SPD控制律，并利用Lyapunov方法证明系统全局渐近稳定；同时，构建基于约束最优二次规划的闭环CA方案，确保虚拟控制指令合理分配至各执行器并保证整体系统稳定性。该方法兼顾了控制性能、鲁棒性与工程实用性，适用于在轨航天器的高精度姿态控制任务。

本文提出了一种针对刚性航天器的姿态容错控制方案，旨在解决执行器故障、配置失准、外部干扰和输入饱和等复杂工况下的姿态稳定问题。方案采用迭代学习观测器对由故障和模型偏差引起的综合扭矩偏差进行高精度估计，并结合积分型滑模虚拟控制器与鲁棒控制分配策略实现闭环容错控制。通过Lyapunov稳定性分析证明了系统信号的一致最终有界性，仿真结果验证了该方法在不同故障场景下具有良好的控制精度、快速响应能力和显著的节能效果。尽管该方案无法实现单个执行器的故障隔离，且闭环稳定性在故障诊断机制下仍需进一步研究，但其为航天器高可靠性

本文深入探讨了航天器姿态控制中的鲁棒最优与容错控制策略。首先分析了鲁棒最优控制器的设计原理，基于Lyapunov理论确保系统渐近稳定，并通过逆最优控制律优化性能指标。随后，提出基于CLF和零动态的最优控制方法，结合二次规划实现最小范数控制，兼顾能耗与执行器饱和约束。进一步，设计了基于迭代学习观测器与鲁棒控制分配的容错方案，有效应对执行器故障与偏差。通过仿真验证，所提方法在稳定性、控制精度、能耗及容错能力方面均表现出优越性能，为航天器高可靠姿态控制提供了有力支撑。

本文针对航天器姿态控制系统在外部干扰、参数不确定性和执行器饱和等复杂条件下的最优控制问题，提出了一种基于扩展状态观测器（ESO）与逆最优控制相结合的鲁棒控制方案。首先设计ESO对系统状态和复合不确定性进行估计，并通过严格的李雅普诺夫分析证明其有限时间一致性收敛；然后基于控制李雅普诺夫函数（CLF）构造逆最优控制律，确保闭环系统的渐近稳定性与最优性能；最后结合直接与间接方法处理执行器饱和问题，特别是利用二次规划实现控制分配中的饱和约束优化。整体方案实现了高鲁棒性、最优性与工程可行性的统一，适用于实际航天器姿态

本文提出了一种具有新型时变快速终端滑模面的有限时间控制器，用于解决存在外部干扰、输入饱和和执行器故障的航天器姿态控制问题。通过三种不同工况下的数值仿真——健康执行器、部分效率损失及严重故障场景，验证了该方法在有限时间内实现高精度姿态稳定的鲁棒性和有效性。控制器结构简单，无需故障检测与诊断即可实现强容错能力，并有效消除传统滑模控制中的奇点问题。与其他常见控制方法对比表明，该方法在收敛速度、抗干扰能力和容错性方面具有显著优势。文章还给出了实际应用建议并展望了未来发展方向。

本文提出了一种有限时间容错航天器姿态饱和控制方案，通过引入新颖的时变终端滑模面避免传统快速终端滑模的奇异性问题，并结合饱和函数设计结构简单的控制器，有效处理外部干扰、执行器饱和及故障等实际约束。控制器利用修改矩阵A最大化可用推力包络，提升系统在严重故障下的控制能力。理论分析证明了闭环系统的全局实际有限时间稳定性，数值模拟验证了其在不同参数下的优异性能，具有无抖振、强鲁棒性和易于工程实现的优点。

本文提出两种航天器姿态控制方案：一种结合非奇异终端滑模（NTSM）与鲁棒最小二乘控制分配（RLSCA），实现干扰下有限时间收敛及执行器未对准和饱和时的高效控制分配；另一种针对扭矩饱和、惯性不确定性和故障情况，设计时变终端滑模控制与PICA分配策略，确保系统在复杂工况下的稳定性和性能。通过Lyapunov理论证明稳定性，并进行数值仿真验证，结果表明所提方法具有快速收敛、高精度、低能耗和强鲁棒性等优点，适用于未来高可靠性航天任务。

本文围绕航天器姿态控制展开研究，通过仿真分析验证了SPD + NSOCA控制方案在时间响应和能量节省方面的优越性能。针对传统方法收敛速度慢的问题，提出一种结合非奇异终端滑模与鲁棒最小二乘控制分配（CA）的有限时间鲁棒控制策略，有效解决了执行器配置偏差和外部干扰影响下的姿态稳定问题。该方法不仅保证系统状态在有限时间内收敛，还具备设计简单、计算成本低等优点。文章进一步分析了控制律的设计步骤与优势，并通过数值仿真验证了其有效性。最后指出未来应关注执行器故障容错、能量优化及响应速度提升等方向，推动航天器姿态控制技术

本文提出了一种用于航天器姿态稳定的零空间最优控制分配方案，结合基于SPD的虚拟控制律设计与零空间最优控制再分配（NSOCA）方法。通过Lyapunov理论证明系统全局渐近稳定，并利用零空间自由度优化能量消耗与执行器性能。仿真结果验证了该方案在满足执行器约束下有效实现姿态稳定，同时分析了关键参数对控制效果的影响，并讨论了模型不确定性、执行器故障和实时性等实际应用问题，为航天器高精度姿态控制提供了可行解决方案。

本文系统介绍了航天器姿态控制的基本原理、建模方法与优化策略。从地心惯性系、本体坐标系和轨道坐标系出发，阐述了欧拉角、四元数和修正罗德里格斯参数（MRPs）在姿态描述中的应用及其特性。建立了包含执行器冗余与故障的航天器动力学模型，并分析了姿态控制系统面临的非线性、外部干扰与输入饱和等挑战。针对这些问题，提出了一种结合简单饱和比例-微分（SPD）控制与零空间最优控制再分配的技术方案，具备全局渐近稳定性、低计算成本和高工程实用性，有效提升了航天器在复杂环境下的姿态控制精度与可靠性。

本文系统解析了航天器姿态控制系统中的容错控制（FTC）与控制分配（CA）技术，针对执行器故障、外部干扰、不确定性和约束等挑战，综述了在线故障检测、有限时间控制、鲁棒与最优控制分配等关键问题。文章提出了多种解决方案，包括基于滑模控制、观测器设计、智能算法和优化方法的集成策略，并通过案例分析验证其有效性。最后展望了智能化、多学科融合与系统集成化的发展趋势，为未来航天器高可靠姿态控制提供了技术路径。

本文深入解析了航空航天领域中的控制分配（CA）与容错控制（FTC）技术。控制分配技术通过合理利用冗余执行器，提升过驱动系统的性能与稳定性，并在执行器故障时实现控制信号的可重构分配；容错控制则分为被动（PFTC）和主动（AFTC）两类，分别具备强鲁棒性和高自主性。文章对比了静态与动态CA方法，介绍了基于FDD的AFTC系统重构机制，并结合卫星姿态控制、飞行器控制系统等实际应用场景，分析了两项技术的协同作用。最后总结了当前技术挑战与未来发展方向，强调其在保障航空航天系统安全与可靠性方面的重要价值。

本文深入解析了航天器姿态控制中的控制分配（CA）与容错控制（FTC）技术。针对深空任务中航天器面临的强非线性动力学、环境干扰及执行器故障等问题，介绍了CA在过驱动系统中的作用，重点阐述了基于优化的控制分配方法及其流程，并对比了被动与主动容错控制的特点。文章还探讨了CA与FTC的结合应用机制，展示了其在提升系统稳定性、可靠性和安全性方面的优势，最后指出了当前技术在FDD精度、鲁棒性及最优性方面面临的挑战与未来发展方向。