一种发动机矢量推力失效下的飞行重构与容错控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种发动机矢量推力失效下的飞行重构与容错控制系统，属于飞行控制领域。本发明专利技术的系统由故障诊断模块与容错控制模块组成。所述故障检测模块，用于估计发动机矢量推力预测值，比较实际发动机矢量推力和估计发动机矢量推力，判断发动机矢量推力是否存在故障；所述容错控制模块，用于在发动机矢量推力失效时，建立修正发动机推力矢量方程组及发动机模型，利用广义最小方差控制方法实现对发动机的容错控制。广义最小方差控制器输出飞机发动机的推力控制信号，经发动机原有控制分配部件完成在推力部分失效状态下的控制，保证飞机平稳安全飞行。机平稳安全飞行。机平稳安全飞行。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机矢量推力失效下的飞行重构与容错控制系统及方法


[0001]本专利技术属于飞行控制领域，尤其是一种发动机矢量推力失效下的飞行重构与容错控制系统及方法。

技术介绍

[0002]为满足战争需要，新一代战斗机不仅需要具备高空高速性能，也需要具备机动、敏捷和隐身性能。为了提升战斗机的常规机动性、过失速机动性、敏捷性短距起落、隐身等性能，研发新一代战机时，在发动机上大量使用了矢量推力技术。高复杂的传感部件及作动部件一旦发生故障，将导致重大损失。
[0003]目前，对发动机矢量推力失效下的飞行重构与容错控制研究不足，现有方法在实时性、准确性和鲁棒性等方面存在缺陷。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种发动机矢量推力失效下的飞行重构与容错控制系统及方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种发动机矢量推力失效下的飞行重构与容错控制方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1、利用无故障的发动机矢量推力历史数据训练门控循环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机矢量推力失效下的飞行重构与容错控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、利用无故障的发动机矢量推力历史数据训练门控循环单元网络，将训练好的门控循环单元网络作为发动机矢量推力预测器；步骤2、根据当前飞行数据，利用发动机矢量推力预测器估计重构值，利用实际发动机矢量推力数据与重构发动机矢量推力数据计算重构残差值；步骤3、利用3σ准则构建阈值生成器检测重构残差值；若重构残差值超过阈值，则判定发动机矢量推力已经失效，此时转到步骤4，否则返回步骤(2)；步骤4、建立修正的发动机推力矢量方程组及发动机模型；步骤5、利用广义最小方差控制方法对发动机进行容错控制。2.根据权利要求1所述的发动机矢量推力失效下的飞行重构与容错控制方法，其特征在于，步骤4中建立修正的发动机推力矢量方程组及发动机模型为：修正的发动机推力矢量方程组如式(12)所示：其中，T代表发动机推力大小，T
x
、T
y
、T
z
分别代表沿机体坐标轴三轴的推力分量，α
T
为发动机推力矢量喷管沿飞机俯仰方向偏角；β
T
为发动机推力矢量喷管沿飞机偏航方向偏角，为修正后的舵机俯仰偏转控制信号，为修正后的舵机偏航偏转控制信号；采用Wiener模型对发动机本体建立的离散模型表示如式(15)所示：其中，y(k)为k时刻的发动机输出，u(k)为k时刻的发动机油门，u(k
‑
d)为k
‑
d时刻的发动机油门，ξ(k)为k时刻的独立的随机噪声，d为被控对象时延，且d≥1，z
‑
i
为后移算子，A(z
‑1)、B(z
‑1)及C(z
‑1)为Hurwitz多项式，a
i
、b
i
、c
i
为对应多项式系数。3.根据权利要求2所述的发动机矢量推力失效下的飞行重构与容错控制方法，其特征在于，根据发动机不同转速区间，A(z
‑1)、B(z
‑1)和C(z
‑1)中系数取值不同。4.根据权利要求2所述的发动机矢量推力失效下的飞行重构与容错控制方法，其特征在于，步骤5中利用广义最小方差控制方法对发动机进行容错控制，具体为：构建目标函数如式(16)所示：
J＝E{[P(z
‑1)y(k+d)
‑
R(z
‑1)y
d
(k)+Q(z
‑1)u(k)]2} (16)其中，y(k+d)为(k+d)时刻的发动机输出，y
d
(k)为k时刻参考输入的加权...

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