题目：基于模型的航天器故障诊断技术研究

航天器故障诊断是实现航天器高可靠性要求的一项关键技术。本论文以卫星姿态控制系统为研究对象，从理论和实践两个方面对基于模型的航天器故障诊断方法及其在卫星中的应用进行研究，为建立实用性强的卫星姿态故障诊断系统提供理论依据。主要研究内容包括： 首先，针对卫星反作用飞轮构成的非线性轮控系统，采用一种自适应观测器方法对飞轮故障进行检测。文中设计的自适应观测器增益阵具有时变特性，可以进行在线自适应调节。引入反作用飞轮数学模型后，通过软件注入典型故障对该算法进行了验证。 其次，利用观测器和滤波器的组合方法解决了卫星测量系统陀螺和红外地球敏感器联合故障诊断问题。该方法通过Luenberger观测器进行故障的检测，利用Kalman滤波器实现故障的隔离。 其三，采用一种具有强跟踪滤波特性的带次优渐消因子的扩展卡尔曼滤波器(SFEKF)，研究了系统模型具有不确定性时的系统故障误报问题，并将扩展卡尔曼滤波器和SFEKF应用到仿真实验中进行了比较分析。仿真实验结果表明，在系统模型具有不确定性时，SFEKF方法比扩展卡尔曼滤波器具有更好的降低系统故障误报的优点。 最后，结合扩展卡尔曼滤波器的性质、Bayes分类算法和以强跟踪滤波器理论为基础的系统状态与参数联合估计方法，研究了刚体卫星执行机构和传感器的故障诊断技术，并对执行机构突变和缓变故障进行了仿真实验，实验结果证明了该方法的有效性。