技術(shù)特征：

1.一種實時主動重構(gòu)容錯控制方法，其特征在于步驟如下：

(1)建立撓性飛行器系統(tǒng)模型；

(2)利用步驟(1)得到的所述撓性飛行器系統(tǒng)模型，基于四元數(shù)建立撓性飛行器運動學誤差方程和動力學誤差方程；

(3)根據(jù)步驟(2)中的撓性飛行器運動學誤差方程和動力學誤差方程，建立有限時間非奇異終端滑模面；

(4)根據(jù)切比雪夫神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及步驟(3)中建立的有限時間非奇異終端滑模面，確定標稱控制律u_n和補償控制律u_a，從而得到完整的主動重構(gòu)容錯控制器，進而實現(xiàn)了實時主動重構(gòu)容錯控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實時主動重構(gòu)容錯控制方法，其特征在于：所述建立撓性飛行器系統(tǒng)模型，具體為：

$\begin{array}{c}(J_0+\mathrm{\Δ}J)\stackrel{\·}{\mathrm{\Ω}}=-{\mathrm{\Ω}}^{\×}(J_0+\mathrm{\Δ}J)\mathrm{\Ω}+\left(Dsat\right(u)+G_{\mathrm{\δ}})+\tilde{d}\\ \stackrel{\·\·}{\mathrm{\η}}+L\stackrel{\·}{\mathrm{\η}}+K\mathrm{\η}+\mathrm{\δ}\stackrel{\·}{\mathrm{\Ω}}=0\end{array};$

其中：d∈R³是外部擾動，δ∈R^3×3為剛體與撓性附件的耦合矩陣，δ^T是δ的轉(zhuǎn)置，η為撓性模態(tài)，和分別為η的一階導數(shù)和二階導數(shù)；J₀∈R^3×3為已知的標稱慣量矩陣，且為正定矩陣；ΔJ為慣量矩陣中的不確定部分，Ω＝[Ω₁,Ω₂,Ω₃]^T是飛行器在本體坐標系中的角速度分量，是Ω的一階導數(shù)；×是運算符號，將×用于向量b＝[b₁,b₂,b₃]^T得到：

$b^{\×}=\left[\begin{array}{ccc}0& -b_3& b_2\\ b_3& 0& -b_1\\ -b_2& b_1& 0\end{array}\right];$

L＝diag{2ζ_iω_ni,i＝1,2,...,N}和分別為阻尼矩陣和剛度矩陣，N為模態(tài)階數(shù)，ω_ni,i＝1,2,...,N為振動模態(tài)頻率矩陣，ζ_i,i＝1,2,...,N為振動模態(tài)阻尼比；

u＝[u₁,u₂,u₃]^T是主動重構(gòu)容錯控制器，sat(u)＝[sat(u₁),sat(u₂),sat(u₃)]^T是執(zhí)行器產(chǎn)生的實際控制向量，sat(u_i),i＝1,2,3表示執(zhí)行器的非線性飽和特性且滿足sat(u_i)＝sign(u_i)·min{u_mi,|u_i|},i＝1,2,3，sat(u_i)表述為sat(u_i)＝θ_oi+u_i,i＝1,2,3，其中θ_oi為：

u_mi,i＝1,2,3是執(zhí)行器飽和值，超出執(zhí)行器飽和值部分為θ_o＝[θ_o1,θ_o2,θ_o3]^T，且滿足‖θ_o‖≤l_δθ，l_δθ是正實數(shù)，G_δ＝[G_δ1,G_δ2,G_δ3]^T是加性故障，即故障以加性方式影響系統(tǒng)且滿足‖G_δ‖≤l_δf，l_δf是正實數(shù)；D＝diag{δ_o1,δ_o2,δ_o3}是執(zhí)行器效率指標值且滿足0<ε_τi≤δ_oi≤1,i＝1,2,3；0<ε_τi≤1,i＝1,2,3表示執(zhí)行器最低執(zhí)行能力，δ_oi＝1,i＝1,2,3表示第i個執(zhí)行器工作正常；0<ε_τi≤δ_oi≤1,i＝1,2,3表示第i個執(zhí)行器部分失效，但是該執(zhí)行器仍能提供部分執(zhí)行能力。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種實時主動重構(gòu)容錯控制方法，其特征在于：建立撓性飛行器運動學誤差方程和動力學誤差方程具體為：

撓性飛行器運動學誤差方程：

$\begin{array}{cc}{e}_v=q_{d4}{q}_v-q_{dv}^{\&times;}{q}_v-q_4{q}_{dv}& e_4=q_{dv}^T{q}_v+q_4{q}_{d4}\end{array};$

$\begin{array}{cc}{\stackrel{\&CenterDot;}{e}}_v=\frac{1}{2}(q_4{I}_3+q_v^{\&times;}){\mathrm{\&Omega;}}_e& {\stackrel{\&CenterDot;}{e}}_4=-\frac{1}{2}{q}_v^T{\mathrm{\&Omega;}}_e\end{array};$

其中:(e_v,e₄)∈R³×R，e_v＝[e₁,e₂,e₃]^T是當前飛行器姿態(tài)與期望姿態(tài)的誤差四元數(shù)矢量部分，e₄是標量部分，且滿足和分別是e_v、e₄的一階導數(shù)；(q_v,q₄)∈R³×R，q_v＝[q₁,q₂,q₃]^T是描述飛行器姿態(tài)的單位四元數(shù)矢量部分，q₄是標量部分，且滿足q_dv＝[q_d1,q_d2,q_d3]^T是描述期望姿態(tài)的單位四元數(shù)矢量部分，q_d4是標量部分，且滿足Ω_e＝Ω-CΩ_d＝[Ω_e1Ω_e2Ω_e3]^T是建立在本體坐標系和目標坐標系之間的角速度誤差向量，Ω_d∈R³是期望角速度向量，是轉(zhuǎn)換矩陣，且滿足‖C‖＝1，是C的一階導數(shù)，I₃是3×3單位矩陣；

撓性飛行器動力學誤差方程為：

$\begin{array}{c}(J_0+\mathrm{\&Delta;}J){\stackrel{\&CenterDot;}{\mathrm{\&Omega;}}}_e=-{({\mathrm{\&Omega;}}_e+{\mathrm{C\&Omega;}}_e)}^{\&times;}(J_0+\mathrm{\&Delta;}J)({\mathrm{\&Omega;}}_e+{\mathrm{C\&Omega;}}_d)\\ +(J_0+\mathrm{\&Delta;}J)({\mathrm{\&Omega;}}_e^{\&times;}{\mathrm{C\&Omega;}}_d-C{\stackrel{\&CenterDot;}{\mathrm{\&Omega;}}}_d)+\left(Dsat\right(u)+G_{\mathrm{\&delta;}})+\tilde{d}\end{array};$

其中，是Ω_e的一階導數(shù)，Ω_d是期望角速度，是Ω_d的一階導數(shù)；

撓性飛行器動力學誤差方程改寫為：

${\stackrel{\&CenterDot;}{\mathrm{\&Omega;}}}_e=F+J_0^{-1}u+R;$

其中：F為模型確定部分，R為未知總擾動；

$F={J_0}^{-1}(-{\mathrm{\&Omega;}}^{\&times;}{J}_0\mathrm{\&Omega;})+({\mathrm{\&Omega;}}_e^{\&times;}{\mathrm{C\&Omega;}}_d-C{\stackrel{\&CenterDot;}{\mathrm{\&Omega;}}}_d);$

$R={J_0}^{-1}(-{\mathrm{\&Omega;}}^{\&times;}\mathrm{\&Delta;}J\mathrm{\&Omega;})+\mathrm{\&Delta;}J(-{\mathrm{\&Omega;}}^{\&times;}\mathrm{\&Delta;}J\mathrm{\&Omega;}+Dsat(u\left)\right)+G_{\mathrm{\&delta;}}+{(J_0+\mathrm{\&Delta;}J)}^{-1}\tilde{d}.$

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種實時主動重構(gòu)容錯控制方法，其特征在于：有限時間非奇異終端滑模面S，具體為：

S＝Ω_e+K₁e_v+K₂S_c；

其中S＝[S₁,S₂,S₃]^T∈R³，K_j＝diag{k_ji}>0,i＝1,2,3,j＝1,2，diag(a₁,a₂,…,a_n)表示對角線元素為a₁,a₂,…,a_n的對角矩陣；且定義S_c＝[S_c1,S_c2,S_c3]^T如下：

其中r₁,r₂是正奇數(shù)，且0<r<1，l_1i、l_2i，i＝1,2,3是參數(shù)；ε_i,i＝1,2,3、ι₁、ι₂為設(shè)計參數(shù)，sign(a)是符號函數(shù)，定義如下：

$sign\left(a\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& a\&gt;0\\ 0& a=0\\ -1& a\&lt;0\end{array}\right..$

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種實時主動重構(gòu)容錯控制方法，其特征在于：標稱控制律u_n和補償控制律u_a，具體為：

u＝u_n+u_a；

u_n＝[u_n1,u_n2,u_n3]^T＝-ρS-βsig^λ(S)-F；

其中，ρ＝diag(ρ₁,ρ₂,ρ₃),ρ_i>0,i＝1,2,3，β＝diag(β₁,β₂,β₃)，β_i>0,i＝1,2,3；sig^λ(S)＝[|S₁|^λsign(S₁),|S₂|^λsign(S₂),|S₃|^λsign(S₃)]^T，F(xiàn)為模型確定部分，λ∈(0,1)是設(shè)計參數(shù)；

M權(quán)值矩陣，μ＝μ(X)＝(1,T₁(x₁),...,T_n(x₁),...,T_n(x_m))^T，其中

T_i(x_j),i＝1,...,n,j＝1,...,m代表切比雪夫多項式，m是切比雪夫神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入個數(shù)，n是切比雪夫多項式的階數(shù)；為魯棒控制項，用于補償切比雪夫神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的趨近誤差，定義如下：

$\mathrm{\&theta;}={\mathrm{\&chi;}}_1\tanh \left(\frac{3{\mathrm{\&nu;\&chi;}}_1{S}_i}{\mathrm{\&kappa;}}\right),\mathrm{\&nu;}=0.25;$

其中i＝1,2,3，χ₁為正的常實數(shù)且滿足χ₁≥ε_M，ε_M是趨近誤差上限，κ為正的標量；tanh(·)為雙曲正切函數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種實時主動重構(gòu)容錯控制方法，其特征在于：所述步驟(5)中權(quán)值矩陣M，符合如下自適應控制策略：

$\stackrel{\&CenterDot;}{M}=({\stackrel{\&RightArrow;}{d}}_1{\mathrm{S\&mu;}}^T-{\stackrel{\&RightArrow;}{d}}_1{\stackrel{\&RightArrow;}{d}}_{2}M);$

式中，均為正實數(shù)。