吴成富, 戢凤, 段晓军, 邵朋院

(西北工业大学 无人机特种技术国家重点实验室, 陕西 西安 710065)

0 引言

无人机控制系统的执行机构舵机根据无人机的控制信号来控制飞机的飞行和稳定。 如果舵机出现故障,则可能导致飞机失控。舵机卡死是舵机故障中最为严重的故障，也是某容损项目的主要研究内容之一。当某舵面出现舵机卡死故障时，可以利用其他舵面的控制冗余，通过指令重新分配，尽量消除影响，从而实现解析冗余容错控制[1]。

在高度、速度等条件不变的情况下,单侧副翼卡死为飞机附加常值的滚转和俯仰力矩扰动。当副翼卡死位置较小时,由于卡死产生的滚转操纵力矩较小,飞机机体产生的力矩可以平衡该力矩,在这种情况下,飞机横侧向运动不会发散,而是进入荷兰滚模态[2]。文献[3]对F16单侧副翼卡死的容错控制进行了研究,利用升降舵和方向舵来进行平衡控制。当副翼卡死在较大位置时,由于飞机机体产生的气动力矩不足以平衡卡死舵面的滚转力矩,在这种情况下,飞机横侧向运动会发散,进入不稳定的螺旋模态,飞机持续滚转[4]。在以上两种情况下,飞机的滚转角都会产生较大变化。在大滚转角下,飞机的升力在竖直方向的分量不足以平衡重力,所以会造成飞机持续掉高,若其他输入保持在配平状态,则飞机会摔机。

本文研究的实验平台为V尾常规布局小型无人机。针对该实验平台单侧副翼卡死在较大角度位置(右侧副翼卡死在20°)的情况,对其配平方法进行研究,并通过仿真验证得出该飞机针对单侧副翼大角度卡死的配平策略。……