一种飞机方向舵故障感知与保护一体化驱动方法技术

本发明专利技术涉及一种飞机方向舵故障感知与保护一体化驱动方法，属于飞机故障感知与容错控制领域。通过非线性故障观测器获得方向舵故障观测值并计算方向舵故障估计值，结合预先设计的故障阈值，能够正确并且快速地检测出故障；同时设计了基于反步法的自愈合驱动器，该反步法的自愈合驱动器将故障感知与控制驱动相结合，输出容错控制律对飞机进行驱动控制，可以确保飞行系统的基本稳定性。基于故障和干扰信息，本发明专利技术可以保证方向舵故障情况下飞行系统的高度和速度仍能精确跟踪给定指令，同时飞行系统对外部干扰具有鲁棒性。系统对外部干扰具有鲁棒性。系统对外部干扰具有鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种飞机方向舵故障感知与保护一体化驱动方法


[0001]本专利技术属于飞机故障感知与容错控制领域，特别涉及一种飞机方向舵故障感知与保护一体化驱动方法。

技术介绍

[0002]飞行系统在高速飞行时具有不确定性、强非线性、强耦合性、快速时变和非最小相位等特点，在实际应用中，大气条件以及物理和大气参数的急剧变化通常会导致方向舵故障发生，从而对飞行性能造成灾难性影响。特别是当飞行系统处于大气层外飞行时，由于飞行速度快、飞行高度高，飞行系统将面临空气稀薄、高温低压等恶劣环境，极易导致其方向舵无法偏转到期望角度甚至出现故障，使得实际产生的控制力矩与期望力矩存在偏差，从而降低了系统的控制精度。因此，对于飞行系统方向舵故障的感知以及自愈合控制方法研究非常必要。
[0003]目前的主流方法是通过构建观测器获取故障信息，基于诊断结果并结合自适应控制、滑模控制、模糊控制、神经网络等理论设计自愈合控制器。然而上述方法没有考虑针对方向舵故障情况专门设计自适应的故障感知和补偿方案，只考虑故障感知环节的外部干扰从而忽略在驱动部分额外引入的外部干扰，对方向舵故障的感知本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞机方向舵故障感知与保护一体化驱动方法，其特征在于，包括：S1：设计非线性故障观测器；S2：根据非线性故障观测器实时获得动态方向舵故障观测值，通过动态方向舵故障观测值计算方向舵故障估计值；S3：将方向舵故障估计值与预先设计的故障阈值进行比对判断，当方向舵故障估计值大于故障阈值即出现故障；S4：当故障发生，根据方向舵故障观测值设计容错控制律对飞机进行驱动控制；S5：实时采集飞机的姿态角速度向量，将姿态角速度向量用于非线性故障观测器；通过控制信号修正方向舵故障观测值，使得方向舵故障估计值最终小于故障阈值，保证飞行系统输出姿态角跟踪给定指令。2.根据权利要求1所述的一种飞机方向舵故障感知与保护一体化驱动方法，其特征在于，S1所述的非线性故障观测器：于，S1所述的非线性故障观测器：于，S1所述的非线性故障观测器：其中，为动态方向舵故障观测值；为预设的增益矩阵；为观测器的状态向量,即姿态角速度向量的估计值；为预设的观测器增益矩阵；为转动惯量矩阵；是故...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贞报，周晨泽，赵鹏，党庆庆，赵闻，王潇，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：