卫星时滞系统的强跟踪鲁棒扩展Kalman滤波

摘要

针对具有状态时滞和未知不确定性的卫星姿态控制系统,提出一种强跟踪鲁棒扩展Kalman滤波器,以实现执行器和传感器的并发故障估计。首先,考虑系统噪声,视故障为系统的辅助变量,建立增广时滞非线性系统。然后,提出鲁棒扩展Kalman滤波器,引入鲁棒上界以减少线性化误差。进一步,针对系统过程不确定性导致预测协方差精度较低的问题,引入基于多重次优渐消因子的强跟踪算法,以降低不确定性对滤波精度的影响。最后,给出仿真算例,将所提出方法与鲁棒扩展Kalman算法和扩展Kalman算法进行对比仿真。仿真结果表明,相较于其他两种算法,所提出方法的状态估计和故障估计均方根误差的平均值分别降低了69.2%、60.6%和88.1%、78.9%,仿真结果验证了设计方案的有效性。