航空飛行器作為一類典型的復(fù)雜工程系統(tǒng),其控制系統(tǒng)具有非線性、動(dòng)不穩(wěn)定和強(qiáng)耦合等特征,同時(shí)在飛行過程中易受到外界擾動(dòng),發(fā)生執(zhí)行器、傳感器類型故障,不可避免的影響著飛行性能和飛行安全,因此對(duì)飛控系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷與容錯(cuò)控制具有相當(dāng)重要的意義。本文在前人的研究基礎(chǔ)上,以飛行控制系統(tǒng)為研究對(duì)象,分析系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障類型,考慮飛行過程中建模不確定性、非線性和外界干擾,基于觀測(cè)器理論,設(shè)計(jì)了故障診斷與容錯(cuò)控制算法。具體工作內(nèi)容如下:針對(duì)發(fā)生執(zhí)行器故障的無人機(jī)飛控系統(tǒng),考慮存在建模不確定性和外界干擾。首先基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和H_?技術(shù),提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)器的故障診斷方法,有效估計(jì)出了故障。其次基于靜態(tài)輸出反饋設(shè)計(jì)了容錯(cuò)控制算法,補(bǔ)償故障的影響。利用線性矩陣不等式(Linear matrix inequalities,LMI)工具箱求得算法的可行解。針對(duì)無人機(jī)非線性飛控系統(tǒng),在外界擾動(dòng)存在的情況下,提出了基于改進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)器的執(zhí)行器故障診斷方法,改進(jìn)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障估計(jì)算法,其中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和中心值都可以在線更新,避免了參數(shù)選取的困難;同時(shí)有效處理了系統(tǒng)的非線性項(xiàng)。其次,設(shè)計(jì)了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)控... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

控制系統(tǒng)故障按照故障發(fā)生部位的分類

圖 1. 2 容錯(cuò)近年來，飛行控制系統(tǒng)的容錯(cuò)控制引起設(shè)計(jì)方法。按照對(duì)故障處理的方式，被動(dòng)容錯(cuò)兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。被動(dòng)容錯(cuò)控制指的是在的故障類型，控制器的結(jié)構(gòu)是固定的，不隨故冗余，具有一定的保守性。如果故障類型的先的子模塊以獲得故障信息，則可以設(shè)計(jì)主動(dòng)容而使整個(gè)控制系統(tǒng)保持穩(wěn)定，其控制系統(tǒng)框圖是在解析冗余基礎(chǔ)上發(fā)展的；2、依賴于故障診情況下，控制性能有一定程度上的損失但仍然主要基于主動(dòng)容錯(cuò)技術(shù)。可重構(gòu)控制器 執(zhí)參考輸入控制器重構(gòu)機(jī)制

制魯棒參數(shù)空間性狀態(tài)反饋圖 1. 2 容錯(cuò)控制技術(shù)分類年來，飛行控制系統(tǒng)的容錯(cuò)控制引起了許多學(xué)者的關(guān)注，并相繼提出。按照對(duì)故障處理的方式，被動(dòng)容錯(cuò)和主動(dòng)容錯(cuò)是最主要的兩大類容各有優(yōu)缺點(diǎn)。被動(dòng)容錯(cuò)控制指的是在設(shè)計(jì)控制器的過程中，要充分考型，控制器的結(jié)構(gòu)是固定的，不隨故障的具體類型和大小而改變，通有一定的保守性。如果故障類型的先驗(yàn)知識(shí)已知，或者已經(jīng)建立一個(gè)以獲得故障信息，則可以設(shè)計(jì)主動(dòng)容錯(cuò)方法構(gòu)造容錯(cuò)控制器，及時(shí)調(diào)控制系統(tǒng)保持穩(wěn)定，其控制系統(tǒng)框圖如圖 1.3 所示。因此主動(dòng)容錯(cuò)控冗余基礎(chǔ)上發(fā)展的；2、依賴于故障診斷算法且控制器是可重構(gòu)的；控制性能有一定程度上的損失但仍然可以接受。本文所研究的飛行器主動(dòng)容錯(cuò)技術(shù)。故障檢測(cè)與診斷子系統(tǒng)控制器重構(gòu)機(jī)制


本文編號(hào)：2919135