随着科学技术的不断发展,现代航天器呈现出结构日益复杂、功能逐步完善的发展趋势,从而现代航天器能够实现越来越复杂的空间任务。同时,由于航天器的工作环境十分严苛,航天器的机械以及电气元器件容易老化使得执行器容易发生故障。因此,在执行器故障存在的情况下保证航天器的姿态依然能够保持稳定就具有极高的研究及应用价值。本文拟对现代航天器执行器故障下的故障调节技术进行深入研究,旨在寻求一种能使航天器执行器故障发生时进行自主容错控制的新方法。本文的主要贡献如下:(1)首先将航天器的执行器分为两组:故障组和健康组,并假设只有故障组中的执行器才能发生故障。基于现有技术对故障组中执行器所产生的力矩进行估计,并在容错控制律的设计过程中对其进行补偿,对于健康组中的执行器设计容错控制器,确保航天器闭环姿态系统的所有状态变量能够最终收敛到原点附近的邻域。最后,使用Matlab软件进行仿真,证明该方法的有效性。(2)基于自适应技术设计一种新颖的故障估计算法,以对时变执行器效率损失故障以及偏差故障能够同时进行精确估计。结合非奇异快速终端滑模技术与故障估计观测器设计容错控制律,使得航天器姿态控制系统在执行器故障、执行器饱和和外部扰动存在的情况下仍然具有良好的动态性能。最后进行数值仿真,并通过仿真比较显示所设计方案的优越性。(3)基于滑模控制技术和自适应控制技术,设计故障诊断方案,包括一个故障检测观测器和一个故障估计观测器以检测故障发生的时间并在故障发生后获得执行器故障的准确幅值。利用非奇异快速终端滑模技术以及从观测器中所获得的执行器故障信息设计主动容错控制方法补偿执行器故障所带来的不利影响,并给出必要的仿真验证及对比结果。