采樣數(shù)據(jù)飛行控制系統(tǒng)的故障診斷與容錯控制.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,飛行器的結(jié)構(gòu)和功能日益復(fù)雜,進(jìn)而增加了飛行器故障的發(fā)生,而人類對飛行器安全性與可靠性能的要求日益增加,因此對飛行器故障診斷與容錯控制的需求也越來越強(qiáng)烈。近年來,隨著計算機(jī)技術(shù)不斷推廣與使用,幾乎所有控制系統(tǒng)均采用離散控制器,因此對采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的研究越來越受到廣大學(xué)者的關(guān)注。本文主要針對采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)飛行控制系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷與容錯控制技術(shù)研究。
　　首先簡要介紹了目前國內(nèi)外飛行器故障診斷與容錯控制技術(shù)的分

2、類、研究方法以及基于觀測器的魯棒故障重構(gòu)技術(shù),接下來給出了本文所需要的預(yù)備知識。
　　然后,根據(jù)連續(xù)系統(tǒng)離散原理求得系統(tǒng)的離散系統(tǒng)模型,將故障(包括執(zhí)行器故障和傳感器故障)看作附加的狀態(tài)向量,得到相應(yīng)的增廣系統(tǒng)。針對該增廣系統(tǒng),根據(jù)區(qū)域極點配置理論與離散魯棒控制理論設(shè)計了離散魯棒比例積分觀測器,并與普通的比例積分觀測器進(jìn)行仿真對比,提高了觀測器對突變故障的魯棒性,并能將閉環(huán)系統(tǒng)極點配置在指定的區(qū)域范圍內(nèi)。針對比例積分觀測器不能完全

3、消除外界干擾的影響,設(shè)計了離散魯棒未知輸入觀測器,實現(xiàn)了估計誤差與未知輸入的完全解耦,并提高了故障重構(gòu)的精度。本文給出了兩種觀測器存在的充要條件并基于線性矩陣不等式對其進(jìn)行求解。此外,基于增廣系統(tǒng)所設(shè)計的觀測器既能對執(zhí)行器故障進(jìn)行重構(gòu)又能對傳感器故障進(jìn)行重構(gòu),無需構(gòu)建殘差。
　　考慮在許多實際應(yīng)用中并不需要觀測系統(tǒng)的全部狀態(tài),為了設(shè)計的簡潔性及計算量的降低,本文針對執(zhí)行器故障研究了降維觀測器?？朔顺Ｓ媒稻S觀測器使用條件及物理實現(xiàn)