李亦楠 杨凌宇 申功璋

(北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院，北京100191)

操纵面故障(例如失效、卡死、松浮等)是引起飞机事故的主要原因之一.故障的出现将改变飞机的动力学特性，缩小飞行包线.为了确保飞行安全、防止事故发生，需要规划安全飞行轨迹.如何分析故障飞机退化后的飞行性能，建立故障飞机模型，重新规划设计飞行轨迹以保证安全飞行/着陆，成为了当前国内外专家学者的研究热点之一.

针对上述问题，文献［1－2］将故障飞机模型抽象成平衡飞行状态点集合，认为飞行轨迹由配平轨迹序列组成.这种方式能够保证在每一轨迹片断内飞行满足包线范围和动力学约束，但还需要考虑相邻片断的连接问题，且一般适用于长距离轨迹规划.

文献［3－4］针对可重复使用运载器纵向质点模型，估计故障后的气动力以合理描述升降舵故障情况下的飞机运动情况，并采用最优控制的方法设计符合质点模型的安全着陆轨迹.这种方法在规划过程中考虑了故障飞机动力学约束、各状态量和控制量约束，能够同时计算得到符合故障模型的最优飞行轨迹和与该轨迹对应的速度及各控制量、状态量随时间的变化规律，以作为内环姿态控制器的控制指令.

基于文献［4］，本文估计横侧向操纵面故障对飞机的影响，以控制量变化率最小为优化指标，给出轨迹优化问题的描述，并采用高斯伪谱法求解该最优控制问题，将安全……