小型无人机舵面故障的控制重构设计

《小型无人机舵面故障的控制重构设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2362011，47(7)ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用小型无人机舵面故障的控制重构设计李慎霞1，方舟2，李平h2LIShenxia‘，FANGZhou2，LIPingh21．浙江大学控制系，杭州3100272．浙江大学航空航天学院，杭州3100271．DepartmentofComrolScienceandEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China2．SchoolofAeronautic

2、sandAstronautics，ZhejiangUniversity，I-Iangr3aou310027，ChinaLIShenxia，FANGZhou，LIPing．Controlreeonfignrationdesignforcontrolsurfacefaultofsmallunmannedaerialve．hide．ComputerEngineeringendAppHcaflons．2011．47(7)：236-240．Abstract：UnmannedAerialVehicle(UAV)i

3、Sdesignedwithoutredundancy．ItCanbereconfiguredcontrollawonlybasedOilanalyticalredundancywhentherearefaults．However．thetraditionalidentificationmethodsoftenfailtomeetreal-timerequire-mentsofUAVreeonfignrationcontrolandaretoocomplex．mpaperanalyzesthelarge

4、-scalejumpparametersofUAVcausedbydiversityofcontrolsurfacefailures．Thecontrollerreconstructionisdesignedoff-lineandselectedadaptivelyonlineinactualflight．Oyilal／liocompensationplanisproposedtoensuresafetyofaircraftwhenthereisgreatdisturbanceforthere-con

5、structionprocess．Simulationresultsshowthatthemethodcallmeetthereal-timerexluirementsofUAVwithcontrolstlr-facefailuresandeusui℃asmoothtransition．Moreover，thecontrollerreconfigurationmethodisbasedonlinearmodels，whichcanbewellusedinpracticalengineering．Key

6、words：small-unmannedaerialvehicle；controlsurfacefailures；multi-modelcontrol摘要：小型无人机一般采用单余度设计，舵面故障后重构控制只能根据系统解析冗余进行设计，传统辨识方法复杂而且往往不能满足无人机重构控制的实时性．对由于舵面故障多样性引起的无人机参数大范围跳变进行分析，采用基于线性模型的方法离线重构控制器参教，实际飞行中在线自适应选择控制律，并针对存在大扰动的重构过程设计了动态补偿方案，保证无人机在故障发生后重构完成前的过渡过

7、程的安全性．仿真实验表明，该方法能满足无人机舵面故障时控制律重构的实时性要求，保证过渡过程平稳，而且基于线性模型的控制器设计方法简便，工程实用性强．关键词．，J、型无人机；舵面故障，0自适应控制1301：10．37780．issn．1002．8331．2011．07．068文章编号：1002．8331(2011)07-0236-05文献标识码：A中图分类号：TP273；V249．1l引言无人机与有人机相比其自主能力大大提高，需要自主完成一定的飞行任务，对于可能发生的故障要具有一定的容错和适应能力。小型

8、无人机与大型无人机相比其机动性强并且体积小，稳定性和抗风性一般比较差，所以对控制性能的要求比较高。小型无人机的硬件设计一般采用单余度方法，这对小型无人机的容错控制具有很大挑战性。目前的容错控制研究可以分为线性化方法和非线性方法两大类Ⅲ。线性化方法有线性二次型最优控制法[21、伪逆法”1、特征结构配置n1、多模型方法iSl等。非线性方法有反馈线性化方法嘲、非线性动态逆171等。总结已有研究发现这两类方法普遍存在以下三个问题：(1)实时性问题。由于飞机运动速