卫星时滞系统的强跟踪鲁棒扩展Kalman滤波

来源：电子测量技术杂志2023年第3期北京时间：

作者：李科信，郑祥，梁天添

单位：大连交通大学自动化与电气工程学院 大连 116028

摘要：针对具有状态时滞和未知不确定性的卫星姿态控制系统，提出一种强跟踪鲁棒扩展Kalman滤波器，以实现执行器和传感器的并发故障估计。首先，考虑系统噪声，视故障为系统的辅助变量，建立增广时滞非线性系统。然后，提出鲁棒扩展Kalman滤波器，引入鲁棒上界以减少线性化误差。进一步，针对系统过程不确定性导致预测协方差精度较低的问题，引入基于多重次优渐消因子的强跟踪算法，以降低不确定性对滤波精度的影响。最后，给出仿真算例，将所提出方法与鲁棒扩展Kalman算法和扩展Kalman算法进行对比仿真。仿真结果表明，相较于其他两种算法，所提出方法的状态估计和故障估计均方根误差的平均值分别降低了69.2%、60.6%和88.1%、78.9%，仿真结果验证了设计方案的有效性。

关键词：时滞系统;鲁棒;Kalman滤波;并发故障;强跟踪算法

基金资助：辽宁省教育厅基金（JDL2020020）、常州市应用基础研究计划（CJ2020007）项目资助