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当代控制理论及应用技术概论
Introduction to Contemporary Control Theory and Applied Technology

一定的促进作用。
目前航天器故障诊断技术面临的主要挑战有：
1. 空间环境复杂，拥有很多不确定因素
航天器在发射升空及空间轨道运行阶段，都会受到来自空间中大气摄动、
引力摄动、三体摄动等很多摄动力的影响，除此之外，太阳高能粒子辐射、氧原

子腐蚀、单粒子翻转效应等很多太空环境原因产生的不利因素，也都会对航天器
的自主运行和器件的完好性造成一定的影响。因此，如何克服恶劣的太空环境来
完成航天器的故障诊断，并避免因环境因素导致的故障误报和漏报现象是现代航

天领域的一个重要方向。
2. 地面人工干预能力有限
大多数航天器都不仅仅是在本国上方进行太空飞行任务，所以在航天器的
星下点轨迹处都覆盖有地面测控站是不现实的， 导致航天器的可监测性能下降。
当卫星失去控制或者是不在监测范围内时出现故障， 不能及时进行人工干预会

对航天器的轨道运行造成恶劣的影响甚至是整个飞行任务的失败。运用自主故障
诊断技术就可以在减少故障发生频率的同时减少地面站的参与度，有效地节约地
面监测成本，是提高航天器可靠性的主要方法。

3. 星上可利用资源有限
要使得航天器的故障诊断技术有很强的自主控制能力，就需要航天器具有
更加复杂的结构。但是航天器的星上资源有限，包括星上计算机的资源储备以及
有效载荷都具有一定的限制。过于复杂的系统虽然可以使得航天器的自主故障诊
断技术有所提升，但是会降低航天器运行过程的可靠性，影响航天飞行任务的顺

利完成。所以如何利用航天器星上的有限资源开展有效的故障诊断也是航天器故
障诊断的重要阶段。
4. 故障诊断技术与航天器结合能力不成熟

在现代工业发展中故障诊断已经十分成熟， 可以为工业操作系统提供非常
精准的故障检测与容错技术。 航天器的自主故障诊断能力在这些方面还有待提
高， 所以如何将成熟的地面故障诊断技术运用到轨道运行过程中来提高航天器
的智能化， 是故障诊断技术极具挑战性的一个环节。
（二）航天器故障诊断技术的发展趋势

近年来，基于人工智能的航天器故障诊断方法已经成为主要的研究方向，

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