基于执行器动态的无人飞行器姿态分散式容错控制方法

摘要

本发明针对存在干扰以及参数不确定的近空间飞行器，考虑了其在发生作动器和操纵面故障后的鲁棒容错控制问题，基于分散式容错控制框架，设计了一种基于多观测器的作动器故障检测和辨识单元，用于系统实时得到作动器的故障信息，针对姿态角速度环设计了自适应滑模观测器，所设计的观测器具有很强的鲁棒性，且无需知道不确定或者干扰的上界，将操纵面损伤故障的信息和干扰信息全隐含在其中。并基于观测器模型设计容错控制器，所设计的容错控制系统实现了多种不同类型故障和多故障情况下的鲁棒容错控制。最后将所设计的方法分别应用于作动器和操纵面故障情况的近空间飞行器姿态稳定控制和跟踪控制中，实现了飞行姿态鲁棒容错控制。

主权项

基于执行器动态的无人飞行器姿态分散式容错控制方法，具体步骤如下，其特征在于：1）外环控制器得到变量信号以及飞行器的移动变量信号x₁和x₂，变量信号经外环控制器处理得到变量信号，将变量信号输出给指令滤波器经指令滤波器处理得到信号变量和信号变量；2）信号变量和信号变量进行信号叠加处理后经过滤波误差补偿得到变量信号，并将所得变量信号传送给内环控制器信号变量和信号变量以及经过决策机制处理所得的变量、、，v，经过内环控制器处理得到信号变量u_c并将所得信号变量u_c传送给作动器以及FD控制器以及合成器；4）所述作动器对所得信号变量u_c进行处理得到信号变量u并将信号变量u传送给飞行器以及FD控制器以及合成器以及辅助系统；5）所述飞行器通过对信号变量u进行处理得到移动变量信号x₁和x₂，并将移动变量信号x₁和x₂传送给外环控制器以及内环控制器以及辅助系统；6）所述辅助系统对所得移动变量信号x₁和x₂以及信号变量u进行处理得到信号变量、，v，并将信号变量、，v传送给决策机制；7）所述FD控制器将所得信号变量u_c以及信号变量u进行处理后传送给合成器进行合成再传送给决策机制；8）所述决策机制将所述信号变量、，v以及合成器合成后数据进行处理得到变量、、，v，再将变量、、，v传输给内环控制器进行循环。