秦天成, 刘世前, 桑元俊, 王旭东

(上海交通大学航空航天学院, 上海 200240)

容错控制一直是大型民用飞机飞行安全研究中的热点方向。尽管精确的计算和综合性的控制已经对飞机的安全性有足够的保障，但飞机在飞行过程中仍会遭遇各类不确定性因素引起的突发情况。飞行事故频发的现状以及关于事故原因的分析[1]促使人们对于控制方法的革新充满热情，而飞行过程中的非线性动力学和运动学问题的复杂性又为容错控制方法的探索增大了难度。

最常见的飞行安全影响因素为系统硬件损坏[1-3]。包括传感器、作动器在内的硬件容易发生意外损坏或者失效，另如发动机掉落、方向舵卡死、机翼结构出现大部分损伤或卡死等也会对飞机控制系统和飞行安全带来巨大影响。此外，研究飞行控制问题的过程中，模型不确定性也是不可忽视的重要内容[2]。不确定性是指设计和研制过程中对飞机模型的近似简化使实际的被控系统在飞行时出现不可消除的参数摄动。

关于非线性和模型不确定性对于飞行控制系统的影响，中外已有不少研究成果。研究多是针对发展较为成熟的战斗机设计的控制方法，其中设计目的更多考虑的是飞机的机动性能而非飞行品质。而针对大型民用飞机的容错控制问题，文献[4]中针对建模过程中所需关注的问题进行了详细叙述，此外增量非线性反步法已经在民机的着陆控制容错设计中有所应用[5]；……