基于PLS-SEM的航天器控制系统能力建模方法

作     者：黄元 魏春岭 严晗 郝仁剑 HUANG Yuan;WEI Chunling;YAN Han;HAO Renjian

作者机构：北京控制工程研究所空间智能控制技术国家级重点实验室北京100190 

出 版 物：《中国空间科学技术（中英文）》 (Chinese Space Science and Technology)

年 卷 期：2024年第44卷第2期

页      面：98-108页

核心收录：

学科分类：0711[理学-系统科学] 07[理学] 08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 071102[理学-系统分析与集成] 081103[工学-系统工程] 

基　　金：国家自然科学基金(U21B6001) 国家自然科学基金(61873029) 北京市科技新星计划(Z201100006820102) 

主　　题：结构方程模型 偏最小二乘方法 航天器控制系统 能力模型 因子分析 

摘      要：为提升航天任务完成品质,航天器需根据任务及环境针对性调整自身能力,而对航天器控制系统高层次能力的定量刻画,即系统能力建模是实现上述调整的重要理论依据。针对一类航天器姿态控制系统,提出一种基于偏最小二乘-结构方程模型(partial least square structural equation model,PLS-SEM)的航天器控制系统能力建模方法,实现对包括控制能力、观测能力等抽象能力的定量描述。首先,根据航天器闭环控制系统的结构要素,综合设计能力建模所需的指标类型,生成建模数据样本。在此基础上,设计并构建SEM框架下的能力变量体系,进而通过PLS算法完成模型路径、载荷、权重等关键参数的确定,并对所得PLS-SEM能力模型的结构方程与测量方程的有效性、可信性等分别进行评估。最终,根据航天器PLS-SEM能力模型对控制系统的各抽象能力进行定量描述与分析,验证本文所提出建模方法的可行性。