攻击型无人机切换控制系统容错算法研究

2012年04月27日09:58:40 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

钱默抒，姜　斌，杨　浩
南京航空航天大学自动化学院，江苏南京

南京航空航天大学无人机研究院，江苏南京

摘　　　要：攻击型无人机单侧发射或投放重型武器时，可将飞行控制系统看作是一个切换控制系统。针对常见的常值型和时变型两种执行器故障，提出了一种自适应观测器设计方法，同时结合状态反馈控制设计了容错控制器。通过Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数推出了观测器的误差是关于故障界输入状态实际稳定的充分条件，通过平均驻留时间方法证明了切换控制系统是全局输入状态实际稳定的。某型攻击型无人机仿真实例表明，此方法能在准确估计故障大小的基础上，有效保持切换飞行控制系统的性能，应用前景十分广阔。

关　键　词：无人机；切换系统；故障估计；容错控制

１　引　言
机弹分离前后无人机处于两种不同的飞行模态［１］，所以，可以将实施对敌攻击的无人机飞行控制系统看作是切换控制系统。近年来，切换系统容错控制问题的研究已经取得了许多成果［２４］，所提出的容错控制设计方案都将系统执行器和传感器的故障当成系统的不确定性或者外部扰动，只根据状态的变化进行相应的控制量修正。对于基于故障估计情形下的容错控制问题研究成果较少，在这一方面，文献［３６］进行了一些研究，但是都没有给出状态误差和故障误差同时满足输入状态实际稳定（ＩｎｐｕｔｔｏｓｔａｔｅｐｒａｃｔｉｃａｌｌｙｓｔａｂｌｅＩＳｐＳ）以及在此时切换系统任意模态下均为ＩＳｐＳ的条件，也未在此基础上进行相关容错控制研究。因此，本文针对一类切换系统，深入研究基于状态和故障估计的容错控制器设计。通过观测器和故障估计器得到控制系统的修正信息，基于Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数和平均驻留时间方法给出了切换系统输入状态实际稳定的充分条件。较后通过某攻击型无人机仿真实例验证了所得结论的正确性。

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