题目：航天器编队飞行的容错控制研究

航天器编队飞行是近几年兴起的一种新的空间运行模式，在人类对外空探索，对地监测，交会对接等过程中运用广泛，其巨大的技术优势和广阔的应用前景使该领域的研究一直备受青睐，各国对编队飞行的巨大投入和系统研究，也预示着未来航天发展的趋势。但随着航天器结构和任务变得越来越复杂，执行机构发生故障的概率也在日益增加，这会造成系统失稳，控制失败，以至于重大事故的发生，于是容错控制成为了提高航天器自主运行能力的有效手段。因此，对于航天器编队飞行的容错控制研究具有很强的现实意义及实际价值。

基于二体航天器交会对接过程的典型性，本文以二体航天器目标跟踪问题为研究背景，首先介绍了航天器编队控制以及容错控制目前的研究现状，分析目前各种研究方法的优缺点。在总结前人经验后，经过进一步推导，引入相对位置矢量，得到考虑未知干扰的相对位置跟踪误差方程，再引入执行器失效因子最终得到考虑部分失效情况下的航天器编队问题动力学方程。在控制器的设计过程中，选择快速终端滑模控制方法，保证系统在有限时间内达到稳定。由于失效因子下限和外界干扰上限未知，本文设计相应的自适应律在线估计该未知量，从而增强了系统对外界因素及自身参数变化的适应能力，提高了控制的精准性，至于对系统稳定性的证明，则采用了已被广泛采用的Lyapunov稳定性引理和Barbalat引理。最后仿真结果表明，文中所使用的控制方法能在有限时间内使跟踪航天器达到期望位置，验证了控制策略的有效性。