基于鲁棒自适应观测器的飞控系统传感器故障隔离与重构

考虑到飞行控制系统闭环反馈及实时的特性,设计了多个鲁棒自适应观测器用于传感器的故障隔离与重构.这样有效的抑制了噪声和模型不确定性,以及闭环传感器输出之间的相互影响.同时对残差进行时序概率比检验,避免了故障误报和漏报.应用某型战斗机地形跟随控制系统进行仿真验证,在保证闭环反馈系统稳定的前提下,实现了传感器的在线故障隔离与重构,达到了预期的效果.

容错飞控系统故障隔离与自适应重构设计

容错飞控系统的关键技术就是进行实时故障隔离与重构控制.结合最优控制和多模型自适应控制的优点,提出一种基于多模型自适应最优二次型的容错飞控系统设计算法,该算法建立在多个辨识模型和模型跟随最优二次型控制器的基础上.首先根据作动器故障参数模型,设计一系列并行的基于线性二次型估计的辨识模型,每个模型对应一种故障;然后对应于每个辨识模型建立一个模型跟随最优二次型调节器;最后根据多模型切换控制原理对飞控系统进行实时故障隔离与重构.应用某型飞机横侧向飞行控制系统进行了仿真,结果表明:在舵面严重受损的情况下,飞机仍能保持良好的性能.

西部生态脆弱区现代煤-水仿生共采理念与关键技术

针对西部生态脆弱矿区富煤贫水特征和原生态保护要求,建立集开采和生态保护为一体的"现代开采生态系统";基于采前地下水及地表生态的稳定性关系或生态"原态"约束,提出煤水资源开发中的"煤-水仿生共采"理念、煤炭开采与水资源开发及地表生态保护同步的"煤-水仿生共采"模式;按照"隔离-导流-控制"的仿生共采新思路、提出"隔离层控制"原理和开采"地下水漏斗聚集"调控效应;构建了集分区设计、隔离重构、仿生控制为核心的煤-水仿生共采保护控制关键技术体系;开发了"压裂-开采-注浆"开采隔离保护工艺、地下水汇集调控关键技术。

机群组网定位的一种新途径

机群组网将成为体系对抗条件下空中行动的一种基本工作模式.提出的机群组网定位技术是基于飞行器相互测距信息优化惯导位置精度的一种新途径,可以明显提高网络节点间的时间同步水平.仿真结果表明:对一个由8架飞机组成的机群,当相互测距误差为20m(1σ)时,经过1.5m in组网定位可将惯导水平位置误差校正到5m之内,同时将时间同步水平提高到1ms左右;经过15m in组网定位可进一步估计每套惯导的误差模型参数,使纯惯导在校正后0.5 h内的定位精度提高约一个量级,达到30 m(CEP,C ircular Error Probabili-ty).周期性的组网定位不仅可以明显提高机群定位精度,还可识别出个别系统的软故障并加以隔离和重构.

无人机容错飞行控制系统研究与应用

文章针对某型无人机高可靠性要求,提出一种容错飞行控制系统构架,同时研究飞行控制系统的故障诊断和容错控制;首先对飞行控制系统三大组成部分传感器子系统、机载计算机、伺服子系统进行余度设计;然后对三部分进行故障诊断并根据故障诊断信息进行自适应容错控制;仿真验证与应用结果表明,该方案实现了部分自主维护和自适应故障隔离与重构功能,有效地提高了系统的故障检测率,保证了系统的可靠性与容错能力,同时也为系统调试及维护提供了极大的方便。

健康管理在机载雷达中的应用研究

复杂系统健康管理是测试技术、人工智能和信息技术的综合应用,它是由故障检测、故障隔离和重构(FDIR)技术演变而来,并且运用先进的推理技术,将管理功能从FDIR扩充到系统自主重构、系统资源重组,以安全、可靠地实现系统任务目标,减少维修人力和保障费用。文中对健康管理在机载雷达中的应用进行了研究。

飞机操纵面损伤的自适应容错控制设计

针对飞控系统实时控制和高可靠性的要求,提出一种飞控系统多操纵面损伤的在线容错控制算法。首先建立包含各种常见故障的操纵面参数仿真模型和故障注入仿真机制,其次由于故障的随机性,设计多个并行的在线观测器,对应于每个观测器模型建立一个基于特征结构配置的控制器。最后根据多个观测器和相应的控制器可完成系统在线故障隔离与重构。应用某型飞机横侧向控制系统进行仿真,得到了预期的效果。此方法设计简单合理,适于工程应用。

基于分时融合反馈的联邦滤波算法研究

传统联邦卡尔曼滤波算法的高容错性是以牺牲精度为代价的,为此提出了改进的联邦滤波算法,采用分时融合反馈的联邦滤波信息分配方式,在提高系统容错性的同时兼顾导航精度和实时性,而且无融合反馈阶段延长了故障反应时间,提高了系统对渐变故障的检测能力,取得较为理想的结果。

多传感器分层多级变结构组合导航信息融合方法

基于惯性/卫星(全球卫星定位系统(GPS)/北斗双星)/多普勒/星光组合导航系统,提出了一种用于组合导航系统的多传感器分层多级变结构部分优化故障检测、隔离与系统重构(FDIR)的信息融合模型和算法。给出了模型的构成,并讨论了分层多级融合顺序与部分融合对全局估计的影响及其优化。理论分析和仿真试验结果表明,分层多级部分优化融合模型融合后的综合性能优于联邦滤波基本融合模型。

容错信息融合滤波算法的研究

本文针对容错组合导航的特点，提出一种新的信息融合滤波算法，该算法既能提高系统的容错性能，使系统具有良好的实时故障检测、隔离和重构的能力，又能使系统出现故障时，重构的系统由于获得了融合的系统信息，以较高的精度工作。文中证明该算法与集中卡尔曼滤波器等效，因而是最优的。

INS/GNSS/SAR组合导航系统故障检测技术研究

文中对 INS/GNSS/SAR 组合导航系统进行了系统级故障检测、隔离和重构技术研究。以惯导组合系统(INS/GNSS/SAR)为例,采用联邦滤波器的容错滤波算法,进行了计算机仿真,仿真结果表明:该算法具有不低于集中卡尔曼滤波的导航精度,同时还具有较强的容错性。

基于SPSO-SVR的融合航空发动机传感器故障诊断

针对航空发动机常见的传感器故障问题,提出了一种利用改进的粒子群算法训练支持向量回归机,并利用融合机制将其应用于传感器故障诊断.论述了用一簇支持向量回归机(SVR)预测器对传感器进行实时检测,通过逻辑判断机制隔离故障传感器,并且依据剩余的无故障传感器信息实现信号重构.以某型航空发动机传感器在其整个工作范围内受到的冲击、偏置和漂移故障为例,验证了基于自协调粒子群优化支持向量回归机(SPSO-SVR)算法的融合诊断机制对传感器单一故障和多重故障具有较高的精度和计算效率.