基于動(dòng)態(tài)故障診斷的SRLV容錯(cuò)控制方法研究.pdf

1、鑒于亞軌道可重復(fù)使用運(yùn)載器（Sub-orbital Reusable Launch Vehicle，SRLV）系統(tǒng)模型的高度非線性以及產(chǎn)生故障的不可預(yù)測性，傳統(tǒng)的線性容錯(cuò)控制方法已無法滿足性能指標(biāo)的要求，因此為提高控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，需要設(shè)計(jì)一種基于動(dòng)態(tài)故障診斷方法的容錯(cuò)控制系統(tǒng)。本文針對SRLV特殊的飛行任務(wù)需求，采用基于未知輸入觀測器和特征結(jié)構(gòu)配置方法設(shè)計(jì)故障診斷觀測器，建立魯棒容錯(cuò)控制器，開展SRLV容錯(cuò)控制技術(shù)研究，主要內(nèi)容介

2、紹如下：
　　首先，系統(tǒng)地調(diào)研了可重復(fù)使用飛行器、容錯(cuò)控制技術(shù)和故障診斷技術(shù)的國內(nèi)外研究概況，并在此基礎(chǔ)上，提出了適用于SRLV的容錯(cuò)控制系統(tǒng)的研究方案。
　　其次，定義了SRLV常用坐標(biāo)系及其轉(zhuǎn)換關(guān)系，并通過合理定義姿態(tài)角，解決了大姿態(tài)機(jī)動(dòng)的角度奇異問題；給出了重力模型、大氣密度模型、風(fēng)干擾模型、氣動(dòng)力和氣動(dòng)力矩模型等，建立了亞軌道可重復(fù)使用運(yùn)載器的非線性動(dòng)力學(xué)模型；基于小擾動(dòng)理論，推導(dǎo)得出SRLV線性化控制模型，為后文容

3、錯(cuò)控制方案的設(shè)計(jì)和仿真奠定了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。
　　然后，調(diào)研飛行器常發(fā)生故障的部位及其模式，建立SRLV常見的傳感器故障、執(zhí)行器故障和系統(tǒng)故障的數(shù)學(xué)模型；基于未知輸入觀測器（Unknown Input Observers，UIOs）、特征結(jié)構(gòu)配置（Eigenstructure Assignment，EA）算法和對應(yīng)的故障檢測及隔離策略，給出了故障診斷觀測器的設(shè)計(jì)方法和數(shù)學(xué)模型。
　　最后，在魯棒容錯(cuò)控制方法的理論基礎(chǔ)上，給出了魯棒