無人機容錯控制技術與方法研究.pdf

1、無人機在飛行及執(zhí)行任務的過程中，傳感器、執(zhí)行器以及系統(tǒng)的內(nèi)部元件將不可避免地發(fā)生故障，為了保證無人機在發(fā)生故障的情況下仍能保持穩(wěn)定運行，無人機故障診斷及容錯控制已成為重要的研究方向之一。本文以無人機的縱向平面運動模型為研究對象，考慮執(zhí)行器在未知時間發(fā)生的未知故障，以滑模控制和自適應控制技術相結合的方式，著重研究無人機在外界干擾、參數(shù)攝動和輸入受限等情況下的容錯控制和有限時控制方法。
　　本研究首先建立某型無人機運動數(shù)學模型，分析其

2、縱向平面模型特性；然后，針對執(zhí)行器故障設計自適應滑模容錯控制；針對執(zhí)行器輸入受限問題，設計了基于故障補償?shù)娜蒎e控制算法，并推廣到跟蹤控制問題；針對容錯控制的時間不可控問題，設計了基于終端滑模有限時的容錯控制方法，并用于航跡角和飛行速度指令跟蹤控制；最后，針對終端滑模遠離平衡點收斂速度慢和執(zhí)行器輸入受限問題，提出了自適應快速終端滑模容錯控制律，并用于航跡角指令跟蹤。仿真結果表明所設計的控制律能有效的抑制參數(shù)攝動、外界干擾和執(zhí)行器故障的影響