本文關(guān)鍵詞：飛行控制系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《西北工業(yè)大學(xué)》 2006年

飛行控制系統(tǒng)故障隔離與自適應(yīng)重構(gòu)技術(shù)研究

劉小雄  

【摘要】：飛行控制系統(tǒng)的高可靠性是飛行安全的重要保證。當(dāng)飛機(jī)出現(xiàn)故障或者遭到意外損傷時(shí)，飛行控制系統(tǒng)如果能夠依據(jù)故障特性和損傷特性迅速改變控制策略，通過(guò)控制系統(tǒng)的重構(gòu)實(shí)現(xiàn)飛機(jī)最低安全性要求，這對(duì)于保證飛機(jī)飛行任務(wù)的繼續(xù)執(zhí)行或者安全返航具有重要的意義。所以未來(lái)先進(jìn)飛機(jī)的飛行控制系統(tǒng)應(yīng)該具備自主決策與控制功能以及自適應(yīng)容錯(cuò)能力，以滿足高可靠性的要求。飛行控制系統(tǒng)故障隔離和自適應(yīng)重構(gòu)技術(shù)的研究對(duì)提高飛行控制系統(tǒng)安全性、可靠性和容錯(cuò)能力提供了強(qiáng)有力的保證。 本文以模型跟隨自適應(yīng)控制理論為基礎(chǔ)，將新型意義下具有自學(xué)習(xí)、自組織和自決策能力的自適應(yīng)機(jī)制與智能控制、現(xiàn)代控制以及容錯(cuò)控制理論相結(jié)合，根據(jù)現(xiàn)代先進(jìn)飛機(jī)飛行控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和安全性要求，通過(guò)對(duì)飛行控制系統(tǒng)傳感器和作動(dòng)器故障隔離與自適應(yīng)重構(gòu)技術(shù)的研究，建立了比較完善的自適應(yīng)容錯(cuò)飛行控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，為先進(jìn)飛機(jī)容錯(cuò)飛行控制系統(tǒng)的研究奠定了基礎(chǔ)。全文從自適應(yīng)思想出發(fā)，針對(duì)飛行控制系統(tǒng)故障的類型和特點(diǎn)，選用相應(yīng)的自適應(yīng)機(jī)制完成系統(tǒng)故障隔離與自適應(yīng)重構(gòu)設(shè)計(jì)，，使得研究的內(nèi)容形成一個(gè)完整的體系結(jié)構(gòu)。 本文的主要工作和研究成果如下： 1．針對(duì)飛行控制系統(tǒng)閉環(huán)反饋與實(shí)時(shí)控制的特點(diǎn)，采用多模型自適應(yīng)的思想，提出一種基于魯棒自適應(yīng)觀測(cè)器的傳感器故障隔離與自適應(yīng)重構(gòu)策略。為了使得閉環(huán)輸出信號(hào)解耦，設(shè)計(jì)了多個(gè)魯棒自適應(yīng)觀測(cè)器用于傳感器的狀態(tài)估計(jì)，并且對(duì)生成的殘差進(jìn)行序貫概率比檢驗(yàn)。應(yīng)用多個(gè)觀測(cè)器的信息進(jìn)行故障的定位和信號(hào)重構(gòu)。由于設(shè)計(jì)的魯棒觀測(cè)器可有效的抑制噪聲和模型不確定性，所以不會(huì)出現(xiàn)故障誤報(bào)和漏報(bào)。仿真結(jié)果表明所提方法的有效性。 2．研究了基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)器的飛控系統(tǒng)傳感器故障隔離與自適應(yīng)重構(gòu)方法，提出了一種基于混合共軛梯度優(yōu)化算法的徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)�？紤]到飛控系統(tǒng)非線性因素和隨機(jī)干擾的影響，建立了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)器模型，根據(jù)飛行控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)、閉環(huán)控制的特點(diǎn)，基于多模型自適應(yīng)的思想，設(shè)計(jì)多個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)觀

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：V249.1
【目錄】：

摘要3-5

ABSTRACT5-8

目錄8-12

第一章 緒論12-21

1.1 研究的目的和意義12-13

1.2 關(guān)鍵技術(shù)綜述13-18

1.2.1 國(guó)內(nèi)外研究概況13-14

1.2.2 研究的理論依據(jù)14-15

1.2.3 研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向15-18

1.3 本文的主要工作18-21

第二章 飛控系統(tǒng)故障隔離與自適應(yīng)重構(gòu)的基本概念21-30

2.1 飛控系統(tǒng)的故障隔離技術(shù)21-26

2.1.1 故障隔離的基本方法21-22

2.1.2 觀測(cè)器理論22-23

2.1.3 傳感器和作動(dòng)器故障建模23-26

2.2 飛控系統(tǒng)自適應(yīng)重構(gòu)控制理論26-29

2.2.1 多模型自適應(yīng)控制27-28

2.2.2 直接自適應(yīng)控制28

2.2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考自適應(yīng)控制28-29

2.3 本章小結(jié)29-30

第三章 基于魯棒自適應(yīng)觀測(cè)器的飛控系統(tǒng)傳感器故障隔離與自適應(yīng)重構(gòu)設(shè)計(jì)30-45

3.1 引言30-31

3.2 魯棒自適應(yīng)觀測(cè)器31-35

3.2.1 問(wèn)題描述31-32

3.2.2 魯棒自適應(yīng)觀測(cè)器設(shè)計(jì)32-35

3.3 基于序貫概率比檢驗(yàn)的殘差決策技術(shù)35-37

3.4 傳感器故障隔離與自適應(yīng)重構(gòu)策略37-38

3.5 飛控系統(tǒng)仿真驗(yàn)證38-44

3.6 本章小結(jié)44-45

第四章 自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究及在傳感器故障隔離與自適應(yīng)重構(gòu)中的應(yīng)用45-65

4.1 引言45-46

4.2 自適應(yīng)徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法研究46-56

4.2.1 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)算法46-49

4.2.2 混合共軛梯度優(yōu)化算法49-53

4.2.3 網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法53-56

4.3 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性系統(tǒng)辨識(shí)56-58

4.3.1 問(wèn)題的提出56-57

4.3.2 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)器57-58

4.4 傳感器故障隔離與自適應(yīng)重構(gòu)策略58-59

4.5 飛控系統(tǒng)仿真驗(yàn)證59-64

4.6 本章小結(jié)64-65

第五章 基于多模型自適應(yīng)控制的飛控系統(tǒng)作動(dòng)器故障隔離與自適應(yīng)重構(gòu)控制65-90

5.1 引言65-66

5.2 問(wèn)題描述66-67

5.3 多模型自適應(yīng)控制理論67-71

5.3.1 多模型自適應(yīng)控制的基本原理68-69

5.3.2 間接多模型自適應(yīng)控制理論69-70

5.3.3 基于多模型自適應(yīng)控制的故障隔離與重構(gòu)70-71

5.4 基于多模型的故障隔離技術(shù)71-75

5.4.1 多模型的建立71-74

5.4.2 故障隔離與切換控制74-75

5.5 魯棒跟蹤多模型自適應(yīng)重構(gòu)控制器設(shè)計(jì)75-79

5.5.1 魯棒跟蹤控制器設(shè)計(jì)75-77

5.5.2 魯棒性分析77-78

5.5.3 重構(gòu)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析78-79

5.6 模型跟隨多模型自適應(yīng)重構(gòu)控制器設(shè)計(jì)79-82

5.6.2 基于模型跟隨的多模型自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)79-81

5.6.3 重構(gòu)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析81-82

5.7 飛控系統(tǒng)故障隔離與自適應(yīng)重構(gòu)仿真驗(yàn)證82-89

5.8 本章小結(jié)89-90

第六章 直接自適應(yīng)控制理論研究及在飛控系統(tǒng)自適應(yīng)重構(gòu)控制中的應(yīng)用90-109

6.1 引言90-92

6.2 問(wèn)題描述92-93

6.3 直接自適應(yīng)控制理論93-99

6.3.1 指令跟蹤發(fā)生器理論93-94

6.3.2 輸出漸近跟蹤理論94-96

6.3.3 直接自適應(yīng)控制的基本結(jié)構(gòu)96-98

6.3.4 穩(wěn)定性和正實(shí)性理論98-99

6.4 直接自適應(yīng)重構(gòu)飛控系統(tǒng)設(shè)計(jì)99-103

6.4.1 直接自適應(yīng)重構(gòu)飛控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)99-100

6.4.2 反饋補(bǔ)償設(shè)計(jì)100-102

6.4.3 穩(wěn)定性證明102-103

6.5 飛控系統(tǒng)仿真驗(yàn)證103-108

6.6 本章小結(jié)108-109

第七章 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制的飛行控制系統(tǒng)自適應(yīng)重構(gòu)設(shè)計(jì)109-126

7.1 引言109-111

7.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型參考自適應(yīng)控制理論111-115

7.2.1 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)111-112

7.2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考自適應(yīng)控制112-113

7.2.3 模型參考自適應(yīng)逆控制113-114

7.2.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考自適應(yīng)逆控制114-115

7.3 自適應(yīng)重構(gòu)飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)115-122

7.3.1 問(wèn)題描述115-116

7.3.2 逆模型的建立116-118

7.3.3 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償器118

7.3.4 混合徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制器118-120

7.3.5 重構(gòu)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析120-122

7.4 仿真分析122-125

7.4.1 非線性飛控系統(tǒng)模型122

7.4.2 仿真結(jié)果122-125

7.5 本章小結(jié)125-126

第八章 總結(jié)與展望126-130

8.1 研究工作總結(jié)126-128

8.2 研究工作展望128-130

參考文獻(xiàn)130-144

發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明144-146

致謝146-147

下載全文 更多同類文獻(xiàn)

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購(gòu)買知網(wǎng)充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉希;朱凡;蔡滿意;張健;陳冰;;飛行控制系統(tǒng)可視化仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)工程;2011年16期

2 陳勇;;波音737客艙門機(jī)械故障原因分析與排除[J];航空維修與工程;2011年03期

3 張勇;;模擬器在飛行控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2011年S1期

4 李明喜;項(xiàng)昌樂(lè);徐彬;苑衛(wèi)松;智晉寧;;縱置雙涵道式飛行器懸�？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)[J];控制工程;2011年04期

5 賀天元;;直流區(qū)域配電系統(tǒng)的保護(hù)方法[J];船電技術(shù);2011年06期

6 彭遠(yuǎn)強(qiáng);;電解鋁廠的供電系統(tǒng)短路保護(hù)方案研究[J];廣西民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年02期

7 袁昌盛;李永澤;譚健;;微撲翼飛行器控制系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)研究進(jìn)展[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2011年07期

8 李稷;李玲;張輝;高艷霞;;LVDT傳感器仿真電路的設(shè)計(jì)與研究[J];儀表技術(shù);2011年09期

9 譚茹;侯明善;李雅靜;羅歡;;區(qū)域極點(diǎn)約束非脆弱魯棒飛行控制器設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)仿真;2011年06期

10 李稷;;RVDT傳感器仿真電路的設(shè)計(jì)與研究[J];民用飛機(jī)設(shè)計(jì)與研究;2011年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 趙長(zhǎng)輝;王琦;王猛;金生;;豪客800XP中型噴氣公務(wù)機(jī)飛行控制系統(tǒng)淺析[A];第二屆民用飛機(jī)制造技術(shù)及裝備高層論壇資料匯編（論文集）[C];2010年

2 ;飛行控制系統(tǒng)專業(yè)發(fā)展[A];航空科學(xué)技術(shù)學(xué)科發(fā)展報(bào)告（2006-2007）[C];2007年

3 張汝麟;;仿真技術(shù)在飛行控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用[A];西部大開(kāi)發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國(guó)科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會(huì)文集[C];2000年

4 湛強(qiáng);;主動(dòng)控制飛機(jī)機(jī)載飛行控制系統(tǒng)及其發(fā)展[A];加入WTO和中國(guó)科技與可持續(xù)發(fā)展——挑戰(zhàn)與機(jī)遇、責(zé)任和對(duì)策（下冊(cè)）[C];2002年

5 章衛(wèi)國(guó);劉小雄;;解析余度技術(shù)研究與應(yīng)用綜述[A];中國(guó)航空學(xué)會(huì)控制與應(yīng)用第十二屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

6 王西超;曹云峰;劉興華;丁萌;莊麗葵;王彪;;飛行控制系統(tǒng)數(shù)字樣機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)研究[A];全國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)高層論壇暨第十屆制造業(yè)自動(dòng)化與信息化技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2011年

7 張鵬;劉振東;;新型無(wú)人機(jī)編隊(duì)飛行控制系統(tǒng)的研究[A];中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專業(yè)委員會(huì)A卷[C];2011年

8 文歡;沈懷榮;;模糊分?jǐn)?shù)階控制器在無(wú)人機(jī)飛行控制中的應(yīng)用仿真[A];2007系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

9 劉總平;;配電自動(dòng)化故障定位的一種新方法[A];第一屆電器裝備及其智能化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

10 蘇惠敏;張明廉;;飛控系統(tǒng)中的多傳感器數(shù)據(jù)融合[A];1996年中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];1996年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 吳蔚;[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2006年

2 記者 張偉華;[N];國(guó)家電網(wǎng)報(bào);2010年

3 航天科技集團(tuán)公司12所所長(zhǎng) 劉繼忠 黨委書(shū)記 楊旭;[N];中國(guó)航天報(bào);2006年

4 張洋;[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2006年

5 劉偉勛;[N];經(jīng)濟(jì)觀察報(bào);2008年

6 中國(guó)貨運(yùn)航空公司 熊濤;[N];中國(guó)民航報(bào);2011年

7 閆冰;[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2008年

8 天津市海川電力技術(shù)有限公司電力節(jié)能技術(shù)研發(fā)中心 易湘生　劉松彬 王金龍;[N];中國(guó)電力報(bào);2011年

9 仲子昭;[N];中國(guó)國(guó)防報(bào);2006年

10 本報(bào)記者　 趙維光;[N];文匯報(bào);2006年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉小雄;飛行控制系統(tǒng)故障隔離與自適應(yīng)重構(gòu)技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

2 馮偉;超小型無(wú)人直升機(jī)飛行姿態(tài)的魯棒控制研究[D];上海大學(xué);2009年

3 李中健;大包線飛行控制系統(tǒng)魯棒設(shè)計(jì)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2000年

4 劉燕斌;高超聲速飛行器建模及其先進(jìn)飛行控制機(jī)理的研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

5 鄧寅喆;超小型無(wú)人旋翼機(jī)XZ03飛控系統(tǒng)的機(jī)械電子學(xué)設(shè)計(jì)研究[D];上海大學(xué);2008年

6 韓鵬鑫;可重復(fù)使用助推器的導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

7 樊瓊劍;多無(wú)人機(jī)協(xié)同編隊(duì)仿生飛行控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

8 李超勇;TBM攔截器制導(dǎo)與控制若干問(wèn)題研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

9 張銳;武裝直升機(jī)大機(jī)動(dòng)、高敏捷性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)魯棒自適應(yīng)飛行控制研究[D];南京航空航天大學(xué);2002年

10 黃文明;直升機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制與飛行品質(zhì)要求的實(shí)現(xiàn)[D];南京航空航天大學(xué);2002年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 白志強(qiáng);飛行控制系統(tǒng)故障檢測(cè)研究與仿真軟件開(kāi)發(fā)[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

2 邵義龍;武裝直升機(jī)對(duì)地攻擊關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2006年

3 李林侃;無(wú)人機(jī)魯棒動(dòng)態(tài)逆控制研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

4 劉艷;總體設(shè)計(jì)中的飛控系統(tǒng)控制律設(shè)計(jì)與評(píng)估研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

5 楊國(guó)強(qiáng);基于分米波導(dǎo)引的無(wú)人機(jī)自動(dòng)起降技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

6 楊林芳;無(wú)人機(jī)容錯(cuò)飛行控制系統(tǒng)研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

7 何永彪;基于Linux下的無(wú)人機(jī)軟件故障注入與分析系統(tǒng)研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

8 張悅;基于ARM處理器的無(wú)人機(jī)飛行控制計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

9 邵科;基于ARM的小型無(wú)人直升機(jī)飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];浙江大學(xué);2008年

10 肖彥海;無(wú)人偵察機(jī)的姿態(tài)控制及其對(duì)地面目標(biāo)定位技術(shù)的研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：飛行控制系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：137848