[发明专利]一种航天器可重构性评价方法

权利要求书

1.一种航天器可重构性评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、建立执行器故障、环境干扰、时间受限条件下的航天器系统故障模型；

S2、建立航天器可重构性评价模型；

S3、根据S1中所述航天器系统故障模型，利用H₂控制方法，求解航天器可重构性评价模型中评价参数J的最小值；

S4、基于S3中所述的航天器可重构性评价模型，利用精细积分方法求解指标的数值解；

S5、若可重构性量化指标的数值解为0，则判定航天器不可重构，进入步骤S6；若量化指标的数值解不为0，则判定航天器可重构，并输出量化的可重构性大小，进入步骤S6；

S6、结束。

2.根据权利要求1所述的一种航天器可重构性评价方法，其特征在于，当判定航天器可重构时，S1中所述的故障执行器切换为备份执行器，或，S1中所述的故障执行器由当前控制模式切换为其他控制模式。

3.根据权利要求1所述的一种航天器可重构性评价方法，其特征在于，S1中所述的航天器系统故障模型为：

其中

式中,I_x,I_y,I_z分别为卫星的三轴转动惯量；x∈Rⁿ、u∈R^m、分别为标称系统的状态向量、控制输入向量以及外部干扰向量；A∈R^n×n,B_u∈R^n×m,分别为状态矩阵、控制输入矩阵、外部干扰矩阵；t_f为故障发生时刻，t_mis为任务完成时间；α，β为控制机构的安装角度，Φ(α,β)为力矩分配矩阵，取决于控制机构的安装构型；Λ＝diag{θ₁,θ₂,...,θ_m}为执行器失效因子矩阵，θ_i∈[0,1],i＝1,2,...,m，θ_i越小说明相应执行器的剩余效率越低；I_3×3为单位矩阵；0_3×3为零矩阵。

4.根据权利要求1所述的一种航天器可重构性评价方法，其特征在于，S2中所述的航天器可重构性评价模型为：

其中，ρ为量化评价指标，κ为航天器可重构时的容许性能阈值，Q,R均为对称矩阵，满足Q＝Q^T≥0，R＝R^T＞0；x∈Rⁿ、u∈R^m分别为标称系统的状态向量、控制输入向量；t_mis为任务完成时间。

5.根据权利要求1～4之一所述的一种航天器可重构性评价方法，其特征在于，所述时间受限条件是指故障发生时刻未知，且任务完成时间确定。

6.根据权利要求1～4之一所述的一种航天器可重构性评价方法，其特征在于，根据系统控制精度要求、执行机构健康状态以及容许性能阈值建立航天器可重构性评价模型。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时，实现权利要求1所述方法的步骤。