自修复飞控系统仿真平台研制

采用 SIMULINK这种可视化、模块化和一体化的动态系统仿真软件 ,并与 MATLAB软件工具箱相结合 ,开发出自修复飞控系统仿真平台 ,解决了飞机的气动参数随飞行状态变化的问题 ,实现了飞机的全面运动仿真。该系统可根据自修复飞控系统的需要 ,进行飞机故障的加载 ,以及对故障进行检测、隔离和估计 ,然后完成飞行重构 。

基于等价空间算法的飞控系统故障诊断

采用全局滤波法对操纵舵面损伤故障进行检测,等价空间法提取故障信息,以二元假设检验为判决准则,采用传感器数据融合方法进行预警、校验和隔离,作出故障诊断。仿真结果表明,该方法能大大提高故障诊断的速度和精度。

基于智能信息融合的飞控系统故障检测隔离方法研究

利用小波时频信号分析技术来分离非平稳噪声,提高了残差中故障信息的信噪比。提出了智能信息融合故障检测新方法,应用模糊逻辑自适应调节无故障的模型参数,抑制残差中非平稳信号的增长;采用人工神经网络故障分类器来消除非线性故障信号偏差对残差判决的影响,扩大了故障检测与隔离算法的适用范围。仿真结果表明,该算法技术性能优越,改进效果明显。

非线性飞控系统的控制可重构性

讨论了非线性飞控系统在实时参数化模型下的控制可重构性,给出了非线性系统的可重构条件 和伪逆法可重构条件。以自修复飞控系统为例,利用推力矢量进行了方向舵全损故障下的重构研究。仿真结 果表明,对于利用传统操纵面几乎无法重构的系统,利用推力矢量的水平偏转,重构效果较好。

可重构飞行控制系统研究

对自修复飞控系统的关键技术——可重构飞控系统进行了论述。介绍了目前主要的一些重构控制方法的特点 ,并对控制算法的优缺点及实现条件进行了分析 ;针对已进行了的可重构飞控系统的飞行试验进行了分析 ,并对试验结果做出了评价 ;指出了未来可重构飞控系统的实现途径和发展趋势。

飞机滚转运动的控制余度与重构效能

论证了可独立操纵的左右平尾使飞机滚转运动具有了较大的控制余度，它增加了飞机正常飞行时的滚转力矩，在飞行中副翼出现故障时可进行补偿重构，从而提高了滚转通道的余度等级和飞行的安全性，为减少滚转通道的余度配置提供了依据。通过针对操纵面失效和卡死两类故障的重构设计和仿真也证实了上述结论。同时，初步比较说明了自修复飞控系统在上述故障下的任务可靠性和基本可靠性均高于传统控制系统。

舵面损伤在线故障模式预测及故障检测

舵面损伤的传统模型匹配检测方法只适用于线性气动模型 ,并且故障检测和定位能力受操纵和机动状态影响很大。产生这些问题的原因是在故障模式预测和故障检测中忽略了一些实时飞行状态和参数变化。文中将传统的离线故障模式预测改为在线计算 ,在计算中引入实时飞行状态及参数 ,并且在使用解析余度估算正常飞机运动时 ,考虑了实时飞行状态、舵面偏转、质量、惯量等参数变化 ,由实时估算值与实测值比较获得残差。此外 ,采用了故障模式空间最优方向匹配法进行故障隔离以减小残差决策的计算量。对所建立的新算法可以不使用任何简化、假定。使用某机舵面损伤非线性数据进行了分析和仿真 ,结果表明该方法可以适用于多种故障气动模型 ,而且不受机动状态。

舵面损伤的气动模型及故障检测研究

针对飞机舵面损伤故障检测和诊断的气动模型和飞行状态限制 ,提出了在线故障模式预测方法 ,并使用某机的故障及正常风洞数据建立了舵面损伤非线性气动模型。最后 ,仿真验证了该方案的气动模型独立性、飞行状态及操纵的适应性。结果表明 ,该方法可提高自修复飞控系统中舵面损伤故障检测算法的适用性和工程应用能力。