基于伪逆最优控制飞行控制系统容错重构设计

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1、第32卷第6期2014年12月中国民航大学学报JOURNALOFCIVILAVIATIONUNIVEItsITYoFCH州AV01．32No．6December2014基于伪逆最优控制飞行控制系统容错重构设计史志波h一，孙丹岫，刘涛h(1．中国民航大学a．航空自动化学院机器人研究所；b．天津市民用航空器适航与维修重点实验室，天津300300；2．哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院。哈尔滨150001)摘要：针对飞行器操纵面受损或失效下的客错重构及其操纵品质问题，提出一种基于线性二次最优控制(Iinearquadra

2、ticregulator，LQR)理论和伪逆法技术实现多变量飞行器控制系统的容错重构技术方案。应用LQR最优控制实现飞行器控制系统的稳定优化设计，并考虑飞行器操纵面故障特点．建立其故障一般描述形式，利用伪逆法技术实现飞行器故障状态下的控制率重构与优化设计．保证重构下闭环控制系统的严格正实与全局稳定性。针对飞行器控制系统操纵面的典型故障进行容错重构仿真验证，结果表明所提出系统容错重构方案能够实现对飞行器在操纵面故障下的有效控制。关键词：飞行控制系统；伪逆法；线性二次调节器：容错重构：多变量控制中图分类号：V249．1

3、；TP273．2文献标志码：A文章编号：1674—5590(2014)06—0023—06Falllt—tole髓ntrecoIlfigurationofnightcontrolsystembasedonpseudo—inVerseandoptimalmethodSⅢ历i一6018一，S洲D肌岫，￡彤Z锄18(1a．R060f如s凰￡缸¨把，Aer0，I础f站以AⅡfo，7mf幻凡Cof如ge；lb．C西“Ai，℃，氇厅Air"o疗^i，卯ssn，以^纯Ⅲe，啪ceKeyLn6矿7切玎帆“Uc，n珊可汛300300

4、，傩i船；2．眈cf廊dE，痧础e矗ng帆dA¨￡o册哦幻nco如酽，Hnr6in，瑚m¨把矿死ch加切，HⅡr6in15000l，吼i舳)Abstract：Forthepmblemoffault—tolerantreco—jgumtionandhandlingqualityrequirementsunderdamagedorfailedaircraftcontmlsu—’ace，afault—tolerantreconfigurationprojectisgivenformultivariablenightcon

5、trolsystembasedonthelinearquadmticoptimalregulator(LQR)andpseudo—inversemethod．LQRisappliedtoachieVethestabilityandoptimaldesignofnightcontmlsystem，thegeneraldescriptionfornlisestablishedtoeVeryfaulttype，thenthecontrollawrecon69umtionisrealizedwithpseudo—inver

6、semethodandtheoptimaldesignisachievedbyLQRtheorysimultaneously．Thestrictlypositiverealandglobalasymptoticstabilityoftheclosed—loopcontmlsystemisensured．Aimingattypicalfaults，thereconfigumtionschemeisveri6edbycomputersimulation．whichdemonstratesthattheschemecou

7、ldensureeffectivecontmloftheaircraftwithactuatoIsfhults．Keywords：nightcontmlsystem；pseudo—inversemethod；linearquadmticregulator；fault—tolemntreconfigumtion；multi—va“ahlPPnntml飞行控制系统对保证飞行器安全运行起着至关重要的作用。为保证航空器在操纵面等组件发生故障时，仍然能使其满足安全飞行所要求的最低性能标准，则需开展对飞行控制系统的控制规律容错

8、重构控制技术的研究，以使得飞行器在“带伤”情况下可继续执行飞行任务，或者安全返航。针对航空器飞行控制系统的容错重构，就是要求航空器在发生控制组件故障时，仍然能够保证其控制系统具有一定的安全性、可靠性和鲁棒性，具有良好的动态性能和操纵性。对于将航空器安全运行置于第一位的民航业而言，飞行控制系统容错重构技术的实施非常关键，相关技术实施与应用也成为当下飞行控制系统