[发明专利]一种多源不确定航天器姿控可靠性一体化建模评估方法

权利要求书

1.一种多源不确定航天器姿控可靠性一体化建模评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，建立三轴外部干扰的不确定性量化模型和三轴转动惯量参数的不确定性量化模型确定航天器姿态控制系统受到的多源不确定性影响；所述多源不确定性指有两种以上不确定性，所述三轴指航天器系统的三轴，即滚转轴、俯仰轴和偏航轴；

第二步，基于第一步转动惯量和外部干扰的不确定性量化模型，以及航天器姿态动力学模型，将航天器系统矩阵和控制矩阵转换为与转动惯量参数相关的区间矩阵，对区间矩阵通过区间数学理论和一阶泰勒级数展开分析，得到航天器系统三轴姿态误差的不确定性量化模型；所述航天器系统三轴姿态误差包括三轴姿态角误差，姿态角积分误差和姿态角微分误差；

第三步，采用进入稳态前的瞬态响应可靠度TRR和进入稳态后的稳态响应可靠度SRR两类评估指标，基于第二步得到的三轴姿态角误差的不确定性量化模型，结合基于工程经验设定的姿态角误差阈值区间构造失效率模型，最终根据可靠度和失效率的关系建立姿控可靠性评估模型，用于航天器姿态控制的可靠程度概率量化和控制器设计参考依据。

2.根据权利要求1所述的多源不确定航天器姿控可靠性一体化建模评估方法，其特征在于：所述第一步中，三轴外部干扰的不确定性量化模型如下：

d(t)＝d^c+δd (1)

式中，d(t)＝[d₁(t),d₂(t),d₃(t)]^T为三轴外部干扰向量，t表示时间；为干扰均值向量，为干扰向量的下界和上界；其中为干扰向量径，δ＝[δ₁,δ₂,δ₃]^T为标准区间向量，δ_i∈[-1,1],i＝1,2,3，表示向量的对应元素相乘；

建立三轴转动惯量参数的不确定性量化模型如下：

式中，为三轴转动惯量参数J_i,i＝1,2,3,定义在区间[a_i,b_i]上的已知累计分布函数；n_i为划分区间个数，为第k_i个区间对应的基本概率分配；为保证基本概率分配之和为1，需对进行归一化处理，即对于三轴转动惯量参数的联合区间划分对应的联合基本概率分配为k₁，k₂，k₃为任意正整数；此外，在某个联合区间划分下，三轴转动惯量参数由式(1)的区间数学形式表达，即：

J＝J^c+δJ (3)

式中，J＝[J₁,J₂,J₃]^T为三轴转动惯量参数向量；为转动惯量参数均值向量，转动惯量参数向量的下界和上界；其中为转动惯量参数向量径，δ＝[δ₁,δ₂,δ₃]^T为标准区间向量，δ_i∈[-1,1],i＝1,2,3，表示向量的对应元素相乘。