[发明专利]一种基于可重构性的受扰系统构型优化方法及系统

权利要求书

1.一种基于可重构性的受扰系统构型优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，根据航天器系统参数，建立包含故障、干扰与时间约束的航天器系统模型；

S2，根据S1所得航天器系统模型，针对航天器的任务要求、当前健康状态以及所受约束条件和航天器系统具有可重构性需要满足的性能阈值，获取可重构度与航天器系统结构参数的关系；

S3，将航天器系统结构参数作为变量，根据S2所得可重构度关于系统结构参数的关系，对航天器系统设备的安装构型进行优化，直至航天器系统的可重构性满足要求；

所述航天器系统模型为C_n＝I_6×6；其中，I_x,I_y,I_z为航天器系统的三轴转动惯量；x∈Rⁿ、u∈R^m、y∈R^q、分别为系统的状态向量、输入向量、输出向量以及外部干扰，n、m、q、m_d为正整数，R表示实数域；t为时间，t_f为故障发生时刻，t_mis为实际任务的规定完成时间；α和β为系统中硬件设备的安装角度，Φ(α,β)为力矩分配矩阵，取决于硬件设备的安装构型；Λ＝diag{θ₁,θ₂,...,θ_m}为系统中硬件设备的失效因子矩阵，θ_i∈[0,1],i＝1,2,...,m；0_3×3、I_3×3和I_6×6分别为3阶零矩阵、3阶单位矩阵和6阶单位矩阵；ω_o为航天器的轨道角速度；D为外部干扰的系数矩阵；

所述可重构度与航天器系统结构参数的关系为其中，ρ表示系统的可重构度，κ为航天器具有可重构性需要满足的性能阈值；Q为状态偏差权值矩阵，W为使得A+γ^-2DD^TP-(BΛ)R^-1(BΛ)^TP稳定的半正定矩阵解，W_f的取值与终端状态要求有关，可取W_f＝0。

2.根据权利要求1所述的一种基于可重构性的受扰系统构型优化方法，其特征在于，所述对航天器系统硬件设备的安装构型进行优化的方法为：其中，st.为约束条件。