四旋翼直升機飛控系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)研究.pdf

1、四旋翼直升機具有復雜的氣動特性和特殊的飛行狀態(tài)，飛行過程中對系統(tǒng)安全性、可靠性要求較高。四旋翼直升機在飛行過程中易受到外界擾動，發(fā)生執(zhí)行器、傳感器類型故障，因此需要更精確的數(shù)學模型和更穩(wěn)健的故障診斷方法來保證飛行品質(zhì)和飛行安全。本文以四旋翼直升機的姿態(tài)控制系統(tǒng)為研究對象，分析系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障類型，考慮飛行過程中不確定性發(fā)生的通道，以及探究四旋翼直升機的微小故障，設(shè)計了四旋翼直升機線性與非線性故障模型的診斷算法，使四旋翼直升機在發(fā)生故障

2、后能及時進行故障的估計且有效跟蹤，并在QstudioRP半物理仿真平臺上仿真驗證了算法的可行性。
　　首先，介紹了故障的概念、分類和故障診斷技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，闡述了問題研究的意義，然后進行基于物理效應(yīng)分析的四旋翼直升機動力學建模及分析，得到了四旋翼直升機姿態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)方程，并介紹了半物理仿真平臺——QstudioRP平臺的硬件和軟件系統(tǒng)，該平臺為四旋翼直升機飛控系統(tǒng)的故障診斷研究提供了仿真實物模型。
　　其次，在四旋

3、翼直升機建模策略的基礎(chǔ)上，本文提出了三種四旋翼直升機飛控系統(tǒng)的故障診斷方法。其一，考慮四旋翼直升機飛行過程中建模不確定性既發(fā)生在輸入通道又發(fā)生在輸出通道，提出了基于滑模觀測器的故障診斷算法；其二，針對帶有微小故障和外界擾動的四旋翼直升機線性系統(tǒng)故障模型，提出了基于系統(tǒng)解耦和綜合自適應(yīng)滑模觀測器的微小故障診斷算法，確立了在擾動情況下微小故障處理的解耦思路，創(chuàng)新了滑模觀測器與自適應(yīng)觀測器相結(jié)合的算法；其三，針對帶有微小故障和外界擾動的四旋翼