论文摘要：卫星姿态控制系统鲁棒故障诊断方法与集成设计

   卫星姿态控制系统是对可靠性，安全性要求极高的复杂闭环控制系统，对其进行故障诊断技术的研究具有重要意义。由于多种不确定性因素影响，卫星姿态控制系统的故障诊断对鲁棒性存在较高的要求，需要进行鲁棒故障诊断研究。对于卫星来说，存在模型知识，硬件冗余，经验数据等故障诊断信息，在故障诊断过程中如何有效全面地利用这些信息构成集成诊断系统，也成为了故障诊断领域的研究热点。本文以卫星姿态控制系统为对象，研究了鲁棒故障诊断方法与集成诊断的理论与应用，具体内容包括：

   分析了卫星姿态控制系统构成，对姿态控制系统各部分进行建模仿真，分析了常见执行机构与敏感器故障，完成了故障建模。

   研究卫星姿态控制系统基于模型的鲁棒故障诊断。针对动力学系统分析非线性观测器和鲁棒阈值的诊断方法，研究了残差与阈值的构造。针对运动学系统采用扩展卡尔曼滤波构造残差，给出了故障初步检测隔离逻辑。应用星敏感器自适应估计角速率的方法高诊断鲁棒性，完成陀螺故障隔离。采用基于奉献滤波器的结构化残差完成了星敏感器故障隔离。

   引入了硬件冗余诊断与神经网络诊断。首先分析了冗余敏感器配置对姿态控制系统运行方式和原有基于模型诊断方法的影响。然后针对陀螺与星敏感器存在冗余的情况，分别给出了硬件冗余诊断的实施方案。最后研究了神经网络方法在姿态控制系统故障诊断中的可行性，构造动态神经网络并将其应用于动力学系统的故障诊断。

   设计了卫星姿态控制系统集成诊断。根据诊断任务提出了分层诊断的思想，给出了每个层次基于诊断知识库，诊断方法调用推理，诊断决策推理的集成诊断结构。研究了基于框架与产生式规则的知识综合描述方法，基于判定树推理的方法调用决策，基于案例推理与模糊阈值匹配的诊断结果决策，建立了完整的集成诊断设计方法并开发设计了集成诊断仿真软件。

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