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航天器的稳定运行是在轨机动和任务完成的关键。执行器故障的发生,如驱动符号故障等会导致位姿控制的精度下降,甚至是整个航天器的丢失,造成任务失败和巨大的经济损失。因此,有效的容错控制技术对航天器安全运行至关重要。本文分别针对航天器姿态控制系统和航天器近距离操作相对运动系统,基于多模型自适应方法对由时变故障和驱动信号符号反转故障进行估计和补偿,保证了系统的稳定性和渐近跟踪性能,主要工作内容包括:(1)针对挠性航天器姿态控制系统驱动信号符号反转故障,设计采用误差转换的多模型切换的自适应容错控制算法。基于自适应多估计器设计以及在估计误差、估计器跟踪误差和虚拟控制误差之间进行的误差转换,设计自适应多控制器。采用一组性能函数建立切换机制,选择最匹配系统模式的控制信号。仿真表明所提容错控制方案的有效性。(2)针对挠性航天器执行器时变故障,设计基于最小特征值的自适应容错控制算法。首先,将由故障和挠性模态引起的系统不确定性进行参数化;其次为解决由故障引起的控制增益矩阵不确定性,构造一个新的控制增益矩阵,并利用该矩阵的最小特征值设计标称控制信号;最后设计自适应更新律,对标称控制信号中的不确定参数进行估计,构成自适应控制信号。仿真表明所提容错控制方案的有效性。(3)针对带有执行器失控故障的航天器近距离操作相对运动系统,设计基于多设计融合的自适应容错控制算法,对目标航天器的位置和姿态进行跟踪。提出的故障补偿方法无需故障检测,针对每种可能的故障模式设计的控制器组成多控制器集合,并将它们融合后构建反馈控制器进行故障补偿。仿真表明所提容错控制方案的有效性。