鲍额尔敦, 王小平, 董新民, 陈勇

(空军工程大学 工程学院, 陕西 西安 710038)

过驱动飞行器积分滑模容错控制方法

鲍额尔敦, 王小平, 董新民, 陈勇

(空军工程大学 工程学院, 陕西 西安 710038)

针对过驱动飞行控制系统中执行器故障时的协调分配问题,提出了一种基于积分滑模的容错飞行控制器设计方法。引入虚拟控制思想,构造了多执行器故障条件下飞行器层级结构控制的数学模型。运用小增益定理,推导了系统闭环稳定的充分条件,并基于线性矩阵不等式,建立了最优状态反馈的凸优化模型。以积分滑模面切换函数为变量,选取李雅普诺夫能量函数,设计了渐近稳定的积分滑模控制器。仿真结果表明,该方法可综合考虑执行器完好和故障时的控制效能,能够实现多操纵面容错飞行控制,具有较好的鲁棒性。

过驱动飞行器; 容错控制; 控制分配; 积分滑模

引言

随着现代大型军、民用飞机对安全性、可靠性的要求,以及第四代歼击机对高机动性、高敏捷性和高隐身性的要求不断提高,飞机在结构布局上广泛采用多个独立的操纵面组合,尤其是诸多创新型操纵面和推力矢量技术的引入,使飞机具有较高的控制冗余度,即使在某些执行器发生故障的情况下,仍然可通过其他正常操纵面的重新组合来协同控制飞机,顺利执行任务并成功返航着陆。

控制分配技术[1-11]具有充分考虑操纵面的偏转约束、且在故障情况下进行控制重构时不需改变飞行控制律的优点,是近年来国内外学者用于处理飞行器多操纵面控制问题的关键技术。……