基于自適應(yīng)控制的飛機(jī)直接自修復(fù)控制方法研究.pdf

1、本文主要針對(duì)民航機(jī)、無人機(jī)、直升機(jī)在故障情況下進(jìn)行自修復(fù)控制方法研究，在自適應(yīng)控制方法的基礎(chǔ)上引入自適應(yīng)補(bǔ)償器、模糊控制器、干擾觀測(cè)器、多模型模塊、量子調(diào)控模塊改進(jìn)自適應(yīng)控制效果，增強(qiáng)飛機(jī)對(duì)故障和干擾的補(bǔ)償及適應(yīng)能力，從而提高飛機(jī)的自修復(fù)控制能力，并具有一定的飛行品質(zhì)。主要研究了飛機(jī)故障下自修復(fù)控制的3個(gè)科學(xué)問題，分別是(1)飛機(jī)發(fā)生高空高速瞬時(shí)故障再測(cè)良好時(shí)的再測(cè)復(fù)現(xiàn)問題;(2)飛機(jī)同時(shí)發(fā)生故障與干擾時(shí)的自修復(fù)控制問題;(3)飛機(jī)發(fā)生

2、多重故障的自修復(fù)控制問題。最后在四懸翼直升機(jī)半物理仿真平臺(tái)上驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的一種直接自修復(fù)控制方案。
　　飛機(jī)飛行運(yùn)動(dòng)屬于快變模態(tài)，對(duì)故障診斷的快速性要求很高，故障診斷的快速性和準(zhǔn)確性是矛盾的。為了解決二者矛盾，本文采用了先直接自修復(fù)控制后故障檢測(cè)的方案，提出了基于直接自適應(yīng)控制的民航機(jī)舵面故障再測(cè)復(fù)現(xiàn)方法，該方法對(duì)故障檢測(cè)沒有實(shí)時(shí)性要求，且有較好的故障檢測(cè)精度，尤其適用于民航機(jī)在高空高速瞬時(shí)發(fā)生并返場(chǎng)維護(hù)再測(cè)良好的舵面故障的檢測(cè)和

3、控制。該方法適用于飛機(jī)失事后進(jìn)行事故原因分析，以供航空公司及主管當(dāng)局等有關(guān)部門使用。
　　飛機(jī)的干擾和故障同時(shí)存在時(shí)，常規(guī)自適應(yīng)控制方案只能一般性地補(bǔ)償干擾和故障的影響，對(duì)干擾的魯棒性和對(duì)故障的適應(yīng)性較差。本文提出了將干擾觀測(cè)器與量子調(diào)控相結(jié)合的方法，對(duì)干擾和故障有針對(duì)性的進(jìn)行補(bǔ)償，增強(qiáng)故障處理、干擾補(bǔ)償?shù)哪芰?，提高了飛機(jī)飛行控制系統(tǒng)的自修復(fù)能力和抗干擾能力。無人機(jī)和直升機(jī)中的數(shù)字仿真結(jié)果和四懸翼直升機(jī)的半物理仿真平臺(tái)驗(yàn)證結(jié)果均表

4、明了該方案對(duì)干擾與故障都具有較強(qiáng)的自修復(fù)能力。
　　針對(duì)飛機(jī)的多重故障，以自適應(yīng)補(bǔ)償控制為基本控制律，對(duì)故障進(jìn)行補(bǔ)償，引入量子調(diào)控技術(shù)，解決多重故障的處理問題。本文提出了基于量子調(diào)控與自適應(yīng)補(bǔ)償控制的直接自修復(fù)控制方法，對(duì)飛機(jī)多重故障下的控制具有良好的自修復(fù)能力。直升機(jī)中的仿真結(jié)果表明了量子調(diào)控技術(shù)對(duì)多重故障的補(bǔ)償處理具有一定的有效性。
　　針對(duì)四懸翼直升機(jī)半物理仿真平臺(tái)，考慮干擾和故障同時(shí)存在，采用基于量子調(diào)控與干擾觀測(cè)器