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《基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)器的飛控系統(tǒng)故障診斷與容錯(cuò)控制研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、中圖分類(lèi)號(hào)：TP277論文編號(hào)：102870318-SX131學(xué)科分類(lèi)號(hào)：081101碩士學(xué)位論文基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)器的飛控系統(tǒng)故障診斷與容錯(cuò)控制研究研究生姓名王若男學(xué)科、專(zhuān)業(yè)控制理論與控制工程研究方向故障診斷與容錯(cuò)控制指導(dǎo)教師姜斌教授南京航空航天大學(xué)研究生院自動(dòng)化學(xué)院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringNeuralNetworkObserver-basedFaultDiagn
2、osisandTolerantControlforFlightControlSystemsAThesisinControlTheoryandControlEngineeringbyWangRuonanAdvisedbyProf.BinJiangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch，2018南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要航空飛行器作為一類(lèi)典型的復(fù)雜工程系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)具有非線(xiàn)性、動(dòng)不穩(wěn)定和強(qiáng)耦合等特征，同
3、時(shí)在飛行過(guò)程中易受到外界擾動(dòng)，發(fā)生執(zhí)行器、傳感器類(lèi)型故障，不可避免的影響著飛行性能和飛行安全，因此對(duì)飛控系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷與容錯(cuò)控制具有相當(dāng)重要的意義。本文在前人的研究基礎(chǔ)上，以飛行控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，分析系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障類(lèi)型，考慮飛行過(guò)程中建模不確定性、非線(xiàn)性和外界干擾，基于觀測(cè)器理論，設(shè)計(jì)了故障診斷與容錯(cuò)控制算法。具體工作內(nèi)容如下：針對(duì)發(fā)生執(zhí)行器故障的無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)，考慮存在建模不確定性和外界干擾。首先基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和H技術(shù)，提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)器的故障診斷方法，有效估計(jì)出了故障。其?次基于靜態(tài)輸出反饋設(shè)計(jì)了容錯(cuò)控制算法，補(bǔ)償
4、故障的影響。利用線(xiàn)性矩陣不等式（Linearmatrixinequalities，LMI）工具箱求得算法的可行解。針對(duì)無(wú)人機(jī)非線(xiàn)性飛控系統(tǒng)，在外界擾動(dòng)存在的情況下，提出了基于改進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)器的執(zhí)行器故障診斷方法，改進(jìn)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障估計(jì)算法，其中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和中心值都可以在線(xiàn)更新，避免了參數(shù)選取的困難；同時(shí)有效處理了系統(tǒng)的非線(xiàn)性項(xiàng)。其次，設(shè)計(jì)了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)控制算法，有效恢復(fù)了系統(tǒng)飛行性能。更進(jìn)一步，針對(duì)同時(shí)發(fā)生執(zhí)行器故障和傳感器故障的無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)，基于系統(tǒng)解耦思想，分離執(zhí)行器和傳感器故障。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和滑?？刂萍夹g(shù)的互補(bǔ)性，
5、對(duì)分離后含有執(zhí)行器故障的子系統(tǒng)，提出了基于改進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)器的故障估計(jì)算法；將擾動(dòng)和傳感器故障增廣為系統(tǒng)狀態(tài)的另一子系統(tǒng)，提出了基于滑模觀測(cè)器的故障診斷方法，保證了系統(tǒng)在外界擾動(dòng)下的魯棒性。最后，將本文所提出的基于改進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)器的故障診斷與容錯(cuò)控制方法應(yīng)用在三自由度半物理飛行仿真平臺(tái)上。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的方法可以有效估計(jì)出故障且能保持有效跟蹤，并且可以修復(fù)系統(tǒng)性能，具備工程應(yīng)用參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：飛控系統(tǒng)，故障診斷，容錯(cuò)控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，觀測(cè)器I基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)器的飛控系統(tǒng)故障診斷與容錯(cuò)控制研究ABSTRACTAsakindoft
6、ypicalcomplexengineeringsystems,thecontrolsystemoftheaircrafthassuchcharacteristicsasnonlinearity,dynamicinstabilityandstrongcoupling.Theaircraftsuffersfromexternaldisturbances,actuatorfaultsandsensorfaultsduringflightwhichwillinevitablyaffecttheflightperformanceandsafe
7、ty.Thus,itisofgreatsignificancetofaultdiagnosisandfault-tolerantcontrolofflightcontrolsystem.Basedonthepreviousresearch,thispapertakestheflightcontrolsystemofunmannedaerialvehicle(UAV)astheresearchobject.Basedontheobservertheory,thefaultdiagnosisandfault-tolerantcontrol
8、methodaredesigned.Specificresearchworkisasfollows:Aimingatthelongitudinalflightcontrolsystemofafixed-wingUAVwi
