《飞机纵向姿态传感器故障鲁棒容错控制》.pdf

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1、第15卷第2期上海应用技术学院学报(自然科学版)Vo1．15NO．22015年6月JOURNALOFSHANGHAIINSTITUTEOFTECHNOLOGY(NATURAISCIENCE)Jun．2015文章编号：1671-7333(2015)02—0167—06DOI：10．3969／j．issn．1671—7333．2015．02．014飞机纵向姿态传感器故障鲁棒容错控制丁润泽，肖玲斐，姜斌(南京航空航天大学a．能源与动力学院；b．自动化学院，南京210016)摘要：通过研究飞机纵向受力，建立了飞机在高空定速巡航

2、过程的纵向运动模型．针对飞行过程中可能出现的传感器故障和系统参数摄动，考虑跟踪控制问题，利于跟踪误差对系统模型进行增广，在构建状态观测器的基础上，设计了飞机纵向姿态传感器故障鲁棒容错控制器．仿真结果表明当传感器发生故障时，飞机系统能够迅速稳定，具有满意的稳态和动态性能以及良好的鲁棒性．关键词：飞机纵向姿态；传感器故障；容错控制；状态观测器中图分类号：V24文献标志码：ARobustFaultTolerantControIforAircraftLongitudinalAttitudeSensorFaultsDINGRun

3、ze，XIAOLingfei，JIANGBin(a．CollegeofEnergyandPowerEngineering；b．CollegeofAutomationEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Basedonthestudyofaircraftlongitudinalstressandmotion，themathematicalmodelofanaircraftlongitud

4、inalpositioninhigh—altitudecruiseprocesswasconstructed．Aimingatpossiblesensorfaultsandparameterperturbation，andtakingthetrackingcontrolproblemintoaccount，themodelofsystemwasextendedbyusingtrackingerror．Basedontheconstructionofthestateobserver，arobustfaulttoleran

5、tcontrollerforaircraftlongitudina1positionsensorfaultswasobtained．Simulationresultsshowedthatwhentheparameterperturbationandsensorfaultstookplace，thesystemcouldattainpromptstabilitywithsatisfyingdynamic，steadyperformanceandsuperiorrobustness．Keywords：aircraftlon

6、gitudinalattitude；sensorfaults；faulttolerantcontrol；stateobserver飞机作为大型战略型高技术装备，其研制兼有量．飞机是一个复杂的多自由度系统，能够稳定、政治、经济、技术多重意义，不仅能反映一个国家的准确地控制飞机的姿态是十分必要的．飞控系统是能力，而且具有巨大的市场盈利空间，同时对技术、飞机的灵魂，其安全性和可靠性是控制器设计的一产业的发展有着巨大的牵引力，其研制必将有力地个关键问题，它能避免飞行和人身安全受到故障的拉动中国的技术进步和产业升级，强化民族工业

7、力影响和威胁．由于控制系统非常复杂，因此，对控收稿日期：2015-01—15基金项目：中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(NJ20140022)；国家商用飞机制造过程技术研究中心创新基金资助项目(SAMC14一JS-15—053)第一作者：丁润泽(1993一)，男，硕士生，主要研究方向为飞机及动力系统控制．E—mail：1822784299@qq．corn通信作者：肖玲斐(1982-)，女，副教授，博士，硕士生导师，主要研究方向为控制系统建模与优化、故障诊断与容错控制．E—mail：lfxiao@nuaa．edu．

8、cn168上海应用技术学院学报(自然科学版)第15卷制性能要求更高，对其各部件的可靠性、准确性要求大，产生由飞机俯仰引起，作用方向为阻止飞机俯仰也越来越高，而飞机在恶劣的工作环境下，传感器更的阻尼力矩．容易出现故障，控制系统发生故障的概率也随之增整机俯仰力矩可表示为加[】_3]．传感器、执行机构或系统的故障都可能彻底M=虿sMl(