夏 伟，赖水清

(中国直升机设计研究所，江西 景德镇 333001)

0 引言

随着无人直升机作战任务多样化，结构复杂化，系统自动化，无人机系统越来越复杂，这势必会增加无人直升机故障发生的概率，造成严重的后果。故障诊断与容错控制技术旨在及时检测、分离、估计故障，并根据所获得的故障信息进行重构控制，使得系统能够最小化故障影响，在一定程度上保持工作能力，保障人员、财物安全。

需要指出的是，现代控制系统复杂度越来越高，系统部件也越来越多，这使得被控系统在实际运行过程中发生故障的概率也越来越大。数据显示，在引起被控系统失效故障的原因中，传感器和执行器故障所占比例为80%以上。因此，传感器和执行器的容错控制研究显得尤为重要。在故障诊断与容错控制研究的最初阶段，采用基于硬件冗余的技术实现提高系统的可靠性。随着现代控制理论的进步、建模理论的完善、状态估计技术的发展以及系统辨识及计算机能力的提高，出现了基于解析冗余代替硬件冗余的故障诊断与容错控制技术的思想。基于解析冗余的思想是，利用不同传感器监控系统各种变量之间的解析关系，建立相应的解析模型，如输入-输出关系等，通过生成对故障敏感的残差信号，进行故障诊断与容错控制。

无人直升机容错控制在整个自主控制体系中占有非常重要的地位。无人直升机是一种稳定性差、不易控制的飞行器，具有多变量、非线性耦合、柔性结构等多种动力学特性，在飞行过程中会遇到风扰、发动机振动等多种扰动，机械部件和控制系统极易出现故障。……