采樣數(shù)據(jù)飛行控制系統(tǒng)的故障診斷與容錯(cuò)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(lèi)對(duì)飛行器安全性與可靠性能的要求日益增加,因此對(duì)飛行器故障診斷與容錯(cuò)控制的需求也越來(lái)越強(qiáng)烈。近年來(lái),隨著計(jì)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(duì)采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的研究越來(lái)越受到廣大學(xué)者的關(guān)注。本文主要針對(duì)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(cuò)控制技術(shù)研究。
　　首先簡(jiǎn)要介紹了目前國(guó)內(nèi)外飛行器故障診斷與容錯(cuò)控制技術(shù)的分

2、類(lèi)、研究方法以及基于觀測(cè)器的魯棒故障重構(gòu)技術(shù),接下來(lái)給出了本文所需要的預(yù)備知識(shí)。
　　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(duì)該增廣系統(tǒng),根據(jù)區(qū)域極點(diǎn)配置理論與離散魯棒控制理論設(shè)計(jì)了離散魯棒比例積分觀測(cè)器,并與普通的比例積分觀測(cè)器進(jìn)行仿真對(duì)比,提高了觀測(cè)器對(duì)突變故障的魯棒性,并能將閉環(huán)系統(tǒng)極點(diǎn)配置在指定的區(qū)域范圍內(nèi)。針對(duì)比例積分觀測(cè)器不能完全

3、消除外界干擾的影響,設(shè)計(jì)了離散魯棒未知輸入觀測(cè)器,實(shí)現(xiàn)了估計(jì)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(cè)器存在的充要條件并基于線性矩陣不等式對(duì)其進(jìn)行求解。此外,基于增廣系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的觀測(cè)器既能對(duì)執(zhí)行器故障進(jìn)行重構(gòu)又能對(duì)傳感器故障進(jìn)行重構(gòu),無(wú)需構(gòu)建殘差。
　　考慮在許多實(shí)際應(yīng)用中并不需要觀測(cè)系統(tǒng)的全部狀態(tài),為了設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)潔性及計(jì)算量的降低,本文針對(duì)執(zhí)行器故障研究了降維觀測(cè)器?？朔顺Ｓ媒稻S觀測(cè)器使用條件及物理實(shí)現(xiàn)