针对F-16战斗机模型的故障诊断与容错控制方法研究

发布时间：2020-12-17 14:23

　　固定翼飞机是世界上使用频率最高的飞行器之一,人们对于其控制系统的安全可靠性要求越来越高,而故障诊断与容错控制技术是提高飞机可靠性的有效途径。在最近几十年里,F-16战斗机一直是世界上最成功的轻型战斗机机种之一,拥有复杂的控制系统,对于飞机控制系统的故障诊断与容错控制方法研究具有较强的适用性。本论文针对F-16战斗机简化的线性状态空间模型设计了适用性更强的故障诊断方法和容错控制方法,提升了对F-16战斗机系统的控制稳定性。本论文所做的主要工作如下:首先,针对简化的F-16战斗机线性状态空间模型构建了执行器乘性故障模型用于故障诊断与H∞容错控制器设计。F-16战斗机模型拥有5个执行器,其每个执行器的状态都可以分为三种状态:正常、效率下降以及完全失效,通过5个执行器的状态可构成一个对角矩阵,由此能够构建一个执行器乘性故障模型,从而便于识别故障模型以及设计相应的H∞容错控制器。其次,基于控制律重新调度的方法,针对执行器乘性故障模型,利用H∞容错控制理论设计了每个故障模型相应的H∞容错控制器,组成备选容错控制器集合。然后针对存在故障误诊断的情况设计了选择H∞容错控制器的优化策略来调度控制器。这种... 

【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１故障诊断方法分类情况??状态估计和参数估计都是常用的基于模型的定量方法，两者在单独使用的时候都??

控制思想登上历史舞台的起点而我国研究容错控制的进程基本上也是与国外同步的。??容错控制方法大体上能够被划分成两大类，即基于硬件冗余的容错控制方法和基于??解析模型的容错巧制方法，如图１－２所示。本论文主要研究的基于解析模型的容错控??制方法还能够进一步划分为被动方法和主动方法。但无论是什么容错控制方法，都??是建立在控制系统自身拥有必要的硬件冗余度的基础上的Ｐ４１，例如在空客的Ａ３４０??７??

－０．１１?－０．１?－０．０９?－０．０８?－０．０７?－０．０６?－日．０５?－０．０４?－０．０３?－０．０２??最大负傭神角速度（ｒａｄ／ｓｅｃ）??图３－２俯仰角速度控制效果对比图??２６??

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于虚拟仪器的仿真飞机航姿航向仪表的设计与演示[J]. 周兵,党淑雯,曹智顺,李文博,赵承诚,李国栋.  产业与科技论坛. 2013(14)
[2]飞行器控制面临的机遇与挑战[J]. 陈宗基,张汝麟,张平,周锐.  自动化学报. 2013(06)
[3]基于自适应观测器的线性离散系统故障诊断[J]. 陈爱武,贾建芳,吴俊清.  南京理工大学学报. 2011(03)
[4]含有不灵敏区非线性系统的增益调度自适应变结构控制[J]. 胡剑波,辛海良.  控制理论与应用. 2010(06)
[5]一类传感器故障的主动容错控制[J]. 韩晓娜,陈朝旭,缑林峰.  西北大学学报(自然科学版). 2010(01)
[6]基于硬件冗余容错控制的换向阀改进设计[J]. 胡启祥,白继平.  浙江交通职业技术学院学报. 2009(03)
[7]非线性系统的集成故障诊断和容错控制[J]. 何静,邱静,张昌凡,王锡波.  机械工程学报. 2009(05)
[8]H_∞控制理论及应用的研究综述[J]. 刘珊中,孙隆和.  电光与控制. 2007(03)
[9]航天器故障诊断与容错控制技术综述[J]. 邢琰,吴宏鑫,王晓磊,李智斌.  宇航学报. 2003(03)
[10]基于在线优化的切换多模型自适应控制[J]. 刘鲁源,吕伟杰,牟世忠.  控制与决策. 2002(04)

博士论文
[1]基于模型的飞行控制系统故障诊断方法研究[D]. 刘剑慰.南京航空航天大学 2014
[2]数据驱动的故障诊断与容错控制系统设计方法研究[D]. 王宇雷.哈尔滨工业大学 2013



本文编号：2922191