采樣數據飛行控制系統(tǒng)的故障診斷與容錯控制.pdf

1、隨著科學技術的不斷發(fā)展與進步,飛行器的結構和功能日益復雜,進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烈。近年來,隨著計算機技術不斷推廣與使用,幾乎所有控制系統(tǒng)均采用離散控制器,因此對采樣數據系統(tǒng)的研究越來越受到廣大學者的關注。本文主要針對采樣數據系統(tǒng)飛行控制系統(tǒng)進行故障診斷與容錯控制技術研究。
　　首先簡要介紹了目前國內外飛行器故障診斷與容錯控制技術的分

2、類、研究方法以及基于觀測器的魯棒故障重構技術,接下來給出了本文所需要的預備知識。
　　然后,根據連續(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,得到相應的增廣系統(tǒng)。針對該增廣系統(tǒng),根據區(qū)域極點配置理論與離散魯棒控制理論設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。針對比例積分觀測器不能完全

3、消除外界干擾的影響,設計了離散魯棒未知輸入觀測器,實現了估計誤差與未知輸入的完全解耦,并提高了故障重構的精度。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行求解。此外,基于增廣系統(tǒng)所設計的觀測器既能對執(zhí)行器故障進行重構又能對傳感器故障進行重構,無需構建殘差。
　　考慮在許多實際應用中并不需要觀測系統(tǒng)的全部狀態(tài),為了設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。克服了常用降維觀測器使用條件及物理實現