基于混合建模的四旋翼飛行器故障診斷及容錯(cuò)控制研究.pdf

1、四旋翼飛行器是一種典型的現(xiàn)代復(fù)雜系統(tǒng)，相比于固定翼飛機(jī)，它具有更復(fù)雜的氣動(dòng)特性和更特殊的飛行狀態(tài)，因此需要更高精度的數(shù)學(xué)模型和更穩(wěn)健的故障診斷以及容錯(cuò)控制方法來(lái)保證飛行品質(zhì)和飛行安全。混合建模策略是獲得準(zhǔn)確、可靠模型的有效手段之一。在傳統(tǒng)混合建模過(guò)程中，先驗(yàn)?zāi)Ｐ秃头菂?shù)模型的內(nèi)涵往往難以界定；分析非參數(shù)模型時(shí)，也缺乏線性化方法的選擇標(biāo)準(zhǔn)。
　　本文分析了四旋翼飛行器中的各類物理效應(yīng)，給出了模型非線性項(xiàng)非線性程度的度量方法，提出一種

2、基于物理效應(yīng)分析和非線性度量的混合建模策略。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該混合建模策略在可靠性、準(zhǔn)確性以及控制器能耗等方面具有良好的優(yōu)越性。在混合建模策略的基礎(chǔ)上，本文提出一種基于主元分析的雙重粒度故障診斷方法。其中，先驗(yàn)?zāi)Ｐ陀糜诖至６燃?jí)別的故障診斷，確定故障發(fā)生的通道（俯仰、滾轉(zhuǎn)、偏航）；非參數(shù)模型用于細(xì)粒度級(jí)別的故障診斷，在故障通道中進(jìn)一步確定發(fā)生故障的具體元部件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該故障診斷方法可以有效檢測(cè)并診斷四旋翼飛行器的結(jié)構(gòu)性故障?；谒男?/p>