卫星姿态控制系统的可重构性分配方法研究

摘要

本文以卫星姿态控制系统为研究对象，从理论方面对卫星姿态控制系统的可重构性分配方法进行研究，并将提出的方法用Matlab实现仿真验证。
　　首先，阐述了本课题的研究背景、目的及意义，简要介绍了卫星姿态控制系统的稳定控制方法和系统结构组成，并针对可重构性和可重构性分配的研究现状进行了总结，给出了本文的主要研究内容。
　　其次，基于可控性原理给出了执行机构可在线重构的判据，然后根据可重构故障数与总故障数的比值定义了可重构度，并提出了可重构度最大化和成本最小化的冗余分配模型。
　　再次，在无约束的可重构性分配方面，根据分配方法适用的不同前提条件和研制阶段，对无约束指标分配方法进行了比较分析。为了克服卫星姿态控制系统可重构性统计数据不足的问题，提出基于模糊综合评价法的可重构性分配方法，仿真结果验证了方法的有效性。
　　最后，在有约束的可重构性分配方面，基于优化目标个数的不同，将可重构性分配分为单目标优化和多目标优化等两个问题进行研究。针对前者提出了基于启发式算法的可重构性分配，该方法通过比较不同阶段敏感因子的大小，在敏感因子最大的一级增加冗余，保证了系统资源的最优化配置。然后，针对多目标优化的可重构性分配问题，由于单评价函数不能及时反映系统配置变化对于目标的影响，为了克服这一缺点，提出对多目标分别建立评价函数的方法，该方法较好地考虑不同性质的、相互矛盾的多个目标的满意程度，仿真计算验证了上述两种有约束分配方法的可行性。

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注释表

第一章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2卫星姿态控制系统

1.3国内外研究的技术现状分析

1.4 本文研究内容

1.5 本章小结

第二章 可重构性指标计算和评价体系

2.1 引言

2.2可重构性判据

2.3 可重构性指标计算

2.4可重构性冗余分配模型

2.5本章小结

第三章 无约束条件下的可重构性分配

3.1 引言

3.2常用无约束的指标分配方法

3.3基于模糊综合评价法的可重构性分配

3.4本章小结

第四章 单目标优化的可重构性分配

4.1 引言

4.2常用单目标优化的指标分配方法

4.3基于启发式算法的可重构性分配

4.4本章小结

第五章 多目标优化的可重构性分配

5.1引言

5.2多目标优化问题模型

5.3基于多评价函数的可重构性分配

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文