无人直升机鲁棒及自适应容错控制技术研究

《无人直升机鲁棒及自适应容错控制技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、南京理工大学硕士学位论文无人直升机鲁棒及自适应容错控制技术研究姓名：徐巧林申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：周川20120326 硕士论文无人直升机鲁棒及自适应容错控制技术研究�����。统中因故障引起的参数大范围跳动进行补偿，并对切换项增益进行在线实时调整，既保持了滑模控制鲁棒性好的优点，消除了故障对系统造成的不利影响，又有效地降低抖振，实现对参考模型的完全跟踪，提高了系统的容错能力，并通过����理论严格证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明所设计的模型参考自适应滑模容错控制器能够有效补偿结构性故障对系统造成的影响，而且抖振很小。关键词：无人直升机，

2、��刂疲琑�神经网络，自适应控制，滑模控制 硕士论文�����������������������������������������������������������������������������������������������������甌���������������������������������������．������������������������������������������������������������������������，���������������������������������：�������������

3、��琑����������Ⅱ 硕士论文无人直升机鲁棒及自适应容错控制技术研究对角元素由丑，五，．．．，丸组成的块对角矩阵矩阵彳的转置矩阵彳的特征值名��矩阵彳的最大、最小特征值方阵彳的迹，即方阵彳的对角元素之和矩阵��范数％，气，％，易瓦直升机重心处所受的合力直升机沿三个轴向的转动力矩直升机的三个平动位移量三个机体轴速度主桨叶片数主桨叶翼型升力系数主旋翼桨叶弦长主旋翼横向周期变距 ：巍¨� 无人直升机鲁棒及自适应容错控制技术研究��研究的背景和意义图�甀军用无人直升机图��民用无人直升机无人直升机在飞行过程中会遇到风扰、发动机振动等扰动，而且由于人类的不可干预性与环境的

4、不确定性，其故障发生的机率较固定翼飞行器明显增大，如果故障不能在有限的控制周期内被有效检测或者处理，无人直升机就会因其静不稳定的特点失去控制，导致重大损失。因此，为提高无人直升机系统的可靠性、可维护性，对其进行故障诊断与容错控制的研究就成为迫切任务，具有重要意义。美国国防部的报告【�就曾指出进着故障诊断发展。随着现代科学技术如航空、航天、机器人等高技术领域的迅速发展，系统的自动化 硕士论文水平日益提高、规模和复杂程度迅速增加、投资越来越大，如果出现故障而不能及时检测和排除，就可能造成整个系统失效、瘫痪及人员、财产的巨大损失，甚至导致灾难性的需求。在被控系统或控制器发生故

5、障后，要求其能够继续在某种可接受性能下工作，将这种具有容忍故障能力的控制系统定义为容错控制系统。故障诊断在容错控制中起着十分重要的作用，因为在任何可能的控制律重构之前，必须得到可靠地检测和隔离故障，技术和容错技术的重要性。综上所述，发展无入直升机容错控制技术具有重要的理论与实际意义。��故障诊断的研究现状随着现代控制理论的完善，包括系统辨识技术、数学建模技术、状态估计技术以及计算机技术的快速发展，极大地推动了故障诊断技术的发展阻�，�～�】。故障诊断技术已广泛应用于复杂系统的传感器与执行器的故障检测，广泛应用于地面移动机器人【�】、水下机器人【�】与固定翼飞行器【���

6、、旋翼飞行器㈣等，在无人直升机上的应用研究主要集中于文����。故障诊断技术主要分为两类：一、不依赖解析模型的故障诊断方法，如信息处理、人工智能、专家诊断等；二、基于解析模型的故障诊断方法，如参数估计辨识与观测器／滤波器等。信号处理方法的应用较早，利用其进行诊断的基础是对故障机理有透彻的分析与研究，判断出待诊断的故障有哪些特征。信号处理方法主要有：峰值法、均方根法、相关分析法、最大熵谱法、倒频谱法、自回归谱分析法和小波分析等。作为其它诊断方法的基础，信号处理方法可以部分地消除对诊断对象数学模型的依赖，具有较好的适应能力，而且原理上对线性系统和非线性系统都适用。信号处理方

7、法能够对故障进行有效的检测，不足之处在于对故障机理缺乏认识与深入分析，从而限制其进一步发展和应用。规则是指故障与征兆之间的关系，这些规则往往是从专家的经验中总结出来。此方法的优势在于直观形象、知识表示简单，使用相对简单的启发式知识和直接的知识表示，诊断速度快，易于编程实现和开发出快速原型系统，且对存储空间要求相对较小。但由于其知识库仅能够覆盖有限的故障模式，特别是当知识库中没有与征兆相匹配的规则 无人直升机鲁棒及自适应容错控制技术研亢时，易造成漏诊和误诊。文【�】研究了在线学习神经网络在传感器和执行器故障检测与辨识上的应用，通过故障的误报