直升機飛行控制系統(tǒng)的魯棒容錯控制研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,飛行安全對飛行控制系統(tǒng)的要求越來越高。直升機飛行控制系統(tǒng)是直升機的重要組成部分,對直升機的飛行性能和安全性起到非常關(guān)鍵的作用。直升機飛行控制系統(tǒng)動部件較多,發(fā)生故障的可能性較高,因此,研究其飛行控制系統(tǒng)的容錯控制技術(shù)是至關(guān)重要的。在故障發(fā)生時,通過重構(gòu)控制,保證直升機在很短的時間內(nèi)恢復(fù)平穩(wěn)飛行,提高飛行的安全性。直升機飛行控制系統(tǒng)是一個高度非線性、多變量、強耦合的復(fù)雜系統(tǒng),加上旋翼復(fù)雜的氣動特性,已有模型都存

2、在一定的建模誤差；另外,在飛行過程中不可避免會受到陣風(fēng)干擾、輸入噪聲以及自身氣動特性變化等不確定因素的影響。因此,研究直升機飛行控制系統(tǒng)的魯棒故障容錯控制具有重要的意義。本文的主要工作如下:
　　 首先,針對直升機飛行控制系統(tǒng)的二階執(zhí)行器故障動態(tài)特性,研究了一種直接自適應(yīng)重構(gòu)控制算法。在故障參數(shù)不可測、外界未知擾動以及氣動特性變化等不確定因素的情況下,提出了改進的模型跟蹤重構(gòu)控制律。在所設(shè)計的自適應(yīng)重構(gòu)控制器作用下,跟蹤誤差漸近

3、地收斂于零,確保了故障后系統(tǒng)的穩(wěn)定性及良好的性能。
　　 其次,考慮到直升機執(zhí)行機構(gòu)容易發(fā)生飽和,原有的控制器達不到控制要求的問題,在上述的直接自適應(yīng)重構(gòu)控制基礎(chǔ)上,提出了執(zhí)行器同時存在飽和的系統(tǒng)重構(gòu)控制方案。在所設(shè)計的自適應(yīng)重構(gòu)控制器的作用下,故障后系統(tǒng)穩(wěn)定。并且,在系統(tǒng)初始值滿足一定條件的情況下,故障后系統(tǒng)的跟蹤誤差漸近地收斂于零,從而保證直升機發(fā)生故障后系統(tǒng)各狀態(tài)有界。
　　 最后,以三自由度直升機實驗平臺系統(tǒng)為研