飞机自修复控制技术研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要飞机在飞行过程中，如果发生升降舵、副翼、方向舵等操纵面的突然卡死或损伤等故障，会导致飞行品质严重降低，甚至会破坏飞行控制系统的稳定性而导致飞机的坠毁。本文以某型飞机模型为对象，重点研究飞机自修复飞行控制技术，在飞机出现操纵面故障或者战斗受损时，能够使飞机的稳定和恢复过程自动化，避免飞行事故的发生。本文的主要工作如下：首先，建立了某型飞机的六自由度非线性方程，在凇TLAB语言环境下运用三次样条函数插值方法对大量的气动力参数及气动力矩参数数据进行了插值处理，并在此基础上建立了飞机正常和故障飞行的仿真模型。其次，将神经

2、网络与逆系统理论结合，分别建立了飞机俯仰、滚转和偏航操纵通道的神经网络逆系统，克服了传统的逆系统设计中将不可忽视的非线性关系用线性关系代替或者忽略的弊端。再次，应用基于神经网络动态逆方法的自适应跟踪自修复控制方案对飞机在几种典型故障下的自修复控制进行了仿真研究。克服了单纯用线性控制系统理论来控制象飞机这样的复杂非线性系统鲁棒性能较差的问题。对由于建模误差、不确定因素等引起的非线性系统逆误差则由自组织模糊小脑模型关节控制器神经网络来对消，以获得预期的控制效果，从而达到自修复控制目的。．最后，将飞机自修复控制律程序接入飞机的实时仿真平台，对系统进

3、行了实时性的数字仿真验证。关键词：飞机；自修复飞行控制；神经网络；自适应控制；逆系统哈尔滨工程大学硕士学位论文ABSTRACTWⅫeaircraftn汕g，ifactuatorassemblyaselevatorandaileronandrudderarelockedorcontrolsurfacesaredamagedaccidentally,itwillleadtoseriousreductionofflightq谳ity,eventodamagethestabilityofflightcontrolsystemandcauseprang

4、oftheaircraft．髓1isthesistakesacertainmodelofaircraftaStheplant．111epurposeistostudytheself-repairingflightcontroltechnology．Whentheactuatorassemblyfaultorfightingdamnificationofaircraftappear,thetechnologywillautomatethestabilizationandresumingprocessSOaStoavoidoccurofaccid

5、ent．nlemaincontributiOnSofthisthesis：First，thenonlinearsixdegree—of-freedommodelisestablished．AgreatdealofaerodynamicsandmomentparametersareprocessedbycubicsplineinterpolationunderMatlabandaflightsimulationmodelofnormalaircraftandfaultaircraftareestablished．Second，neuralnet

6、workdynamicinversesystemsofpitchchannelandtumblingchannelandyawchannelofairplaneareestablishedbasedoncombinationoftheneuralnetworkabilityofapproximatingunknownnonlinearsystemsandtheinversetheory,whichovercomestheabuseofneglectingnonlinearrelationshipthatcall’tbeneglectedorr

7、eplacingit、析mlinearrelationshipinusingtraditionalcontrolmethodtodesigntheinversemodel．心，self-repairingcontrolofsomekindoffaultstatesofplaneisstudiedby11SiI冯theplanofmodelreferenceadaptivetrackingself-repairingcontrolfornonlinearsystemsbasedonneuralnetworkdynamicinversion，wh

8、ichhassolvedtheproblemofweakrobustwhenuseslinearcontroltheorytocontrolthecomplicat