飞行控制系统的自愈合控制
作者：陈复扬等著
出版时间：2017年版
内容简介
本书主要介绍自愈合控制概念的起源与研究现状，着重描述飞行控制系统的自愈合控制的新方法。针对三自由度双旋翼直升机，以状态观测器技术为基础研究了三自由度双旋翼直升机在发生执行器故障时的故障诊断方法，为自愈合控制策略设计提供准确的故障诊断结果；针对发生驱动器故障的四旋翼直升机，基于自适应控制理论，介绍了三种针对四旋翼直升机的自愈合控制方法；针对飞行器发生多故障情形，介绍了三种多故障自愈合控制设计方法。数字仿真及半物理仿真结果表明，这些研究结果可增强机载控制自愈合性，从而保证航空器在故障和损伤等恶劣条件下的安全飞行。
目录
第1 章 绪论 11．1 自愈合控制的研究背景 11．2 国内外研究现状 21．3 最新研究成果 6第2 章 基于观测器设计的双旋翼直升机故障诊断方法 92．1 引言 92．2 双旋翼直升机控制系统建模及半物理仿真平台 102．2．1 纵列式双旋翼直升机 102．2．2 双旋翼直升机半物理仿真平台 132．3 基于自适应观测器的多执行器卡死故障诊断 222．3．1 执行器卡死故障系统描述 222．3．2 鲁棒快速自适应故障估计方法 232．3．3 多模型故障诊断方法 262．3．4 仿真与分析 292．4 基于自适应滑模观测器的执行器时变故障诊断 342．4．1 系统描述 352．4．2 基于自适应滑模观测器的故障诊断方法 362．4．3 仿真与分析 392．5 相对阶大于1 的非线性系统执行器故障诊断 442．5．1 微分几何基本知识 442．5．2 三自由度双旋翼直升机非线性模型分析 452．5．3 基于构造辅助输出的执行器故障诊断 462．5．4 仿真分析 502．6 本章小结 53第3 章 基于自适应控制的双旋翼直升机多故障自愈合控制 543．1 引言 543．2 三自由度双旋翼直升机改进模型 553．3 基于自适应控制的多故障自愈合控制器设计 583．4 仿真验证及结果分析 603．5 本章小结 63第4 章 含有未知参数的四旋翼直升机多故障自愈合控制 644．1 引言 644．2 四旋翼直升机动力学模型 664．3 联级控制系统基本控制器设计 674．4 针对执行器部分失效故障的滑模自愈合控制器设计 714．5 针对未知参数的自适应容错控制器设计 754．6 各控制器间的时间尺度分析 774．7 仿真验证及结果分析 784．8 本章小结 84第5 章 基于前馈补偿和直接自适应的四旋翼直升机自愈合控制 855．1 引言 855．2 四旋翼直升机控制系统与问题描述 865．3 自愈合控制方案设计 875．3．1 内环基础控制律设计 875．3．2 直接自适应重构控制器设计 875．3．3 前馈补偿器设计 905．4 系统仿真验证与分析 925．5 本章小结 95第6 章 基于组合多模型的四旋翼直升机自愈合控制 966．1 引言 966．2 飞行控制系统问题描述 976．3 自愈合控制系统设计 986．3．1 参考模型优化设计 986．3．2 自适应重构控制律设计 996．3．3 多模型集建立及控制器设计 1016．4 系统仿真验证与分析 1046．5 本章小结 108第7 章 基于H 故障观测器的四旋翼直升机自愈合控制 1097．1 引言 1097．2 控制系统及故障描述 1107．3 自愈合控制系统设计 1117．3．1 带故障补偿项的自适应控制律设计 1117．3．2 H 故障观测器设计 1147．4 系统仿真验证与分析 1177．5 本章小结 120第8 章 基于反步控制与干扰观测器的四旋翼无人机自愈合控制 1218．1 引言 1218．2 带干扰块的四旋翼无人机数学模型 1228．3 非线性干扰观测器设计 1278．4 反步控制器设计 1308．4．1 反步控制相关知识 1308．4．2 欠驱动系统的反步设计 1358．4．3 全驱动系统的反步设计 1388．4．4 反步输入控制 1398．4．5 反步控制器的容错设计 1408．5 仿真验证及结果分析 1428．6 本章小结 147第9 章 四旋翼无人机的鲁棒反步滑模控制设计 1489．1 引言 1489．2 四旋翼无人机数学模型 1499．3 姿态角系统轨迹跟踪滑模控制设计 1509．3．1 滑模控制相关知识 1509．3．2 姿态角滑模跟踪控制设计 1549．4 位置轨迹跟踪的反步滑模控制设计 1579．5 仿真验证及结果分析 1649．6 本章小结 167第10 章 高超声速飞行器的多故障鲁棒自适应控制 16810．1 引言 16810．2 高超声速飞行器的非线性纵向模型 16910．3 针对完全失效故障的自适应观测器设计 17110．4 针对缓变故障和模型不确定性的支持向量机补偿控制器设计 17410．5 仿真验证及结果分析 17810．6 本章小结 182参考文献 183
