LMI方法在鲁棒容错卫星姿态控制中的应用

"基于LMI的鲁棒容错控制及其在卫星姿态控制中的应用 (2008年)" 是一篇关于线性不确定系统鲁棒容错控制的研究论文，主要关注如何在执行机构和传感器发生故障时，设计有效的控制策略以保证系统的稳定性与性能。作者通过使用线性矩阵不等式（LMI）方法，提出了一种新的输出反馈H∞鲁棒容错控制器设计，这种方法能够确保控制系统在面对执行器和传感器故障时仍具有完整性，并满足预设的控制性能指标。 文章详细探讨了线性不确定系统的鲁棒容错控制问题，这类系统由于模型参数的不确定性或外部干扰，可能导致控制性能下降。鲁棒控制旨在设计控制器，使其能够在各种不确定性条件下保持系统的稳定性和性能。在该文中，作者特别关注了执行机构（如推进器）和传感器（如陀螺仪）的故障情况，这些设备在卫星姿态控制系统中起着至关重要的作用。 LMI方法是解决这类控制问题的一种常用工具，它允许通过求解一组线性不等式来寻找控制器参数，以达到预定的控制目标。在这里，LMI被用来设计一个输出反馈H∞鲁棒容错控制器，该控制器不仅能够容忍执行器和传感器的故障，还能确保系统的H∞性能，即减小系统输出与干扰之间的传递函数的无穷范数，从而限制系统对干扰的敏感度。 论文中提到的应用部分是将所提方法应用于卫星姿态控制系统。卫星的姿态控制是保证卫星正常运行的关键，需要精确地调整卫星的三个轴向姿态以完成预定任务。当执行器（如推力器）或传感器（如星敏感器）出现故障时，传统的控制策略可能失效，因此需要容错控制来维持稳定性和任务执行能力。 通过对卫星姿态控制系统的数学仿真，作者验证了所提出的LMI方法在应对执行器和传感器故障时的有效性。仿真结果表明，即使在故障情况下，该鲁棒容错控制策略也能保持良好的控制性能，确保卫星姿态的准确控制。 关键词包括：线性矩阵不等式（LMI）、H∞控制、鲁棒容错控制以及卫星姿态控制。这篇论文的贡献在于提供了一种实用的控制设计方法，对于航天工程和其他存在不确定性与故障的复杂系统有着重要的参考价值。