基于LMI技术的飞行控制系统自适应容错跟踪控制研究

摘要

飞行控制系统是飞行器最关键的部分之一，它直接影响飞行器的性能、安全性和可靠性等。然而，飞行控制系统本身是一个及其复杂的控制系统。随着科学技术的发展，人们对飞行器的性能、安全性和可靠性指标要求越来越高，同时它也容易发生各种故障，例如执行器故障、传感器故障、系统故障。如果飞行器在飞行途中飞行控制系统突然发生故障，就会带来灾难性事故。所以，为避免灾难性事故发生，飞行控制系统需要具备一定的容错能力，使系统在发生故障时仍能正常飞行。 第三章分析了飞行控制系统可能发生的故障类型，并分别给出了各故障模型的数学表达式。 第四章基于LMI技术，以闭环控制系统是稳定的，且飞行控制系统的输出信号能够跟踪给定的参考信号，稳态误差为零和线性二次最优为性能指标，设计LQR最优跟踪控制器，并通过Matlab/Simulink仿真，验证该控制器设计的有效性。 第五章基于自适应控制技术，以当执行器发生漂移故障时，飞行控制系统的输出信号与给定的参考输入信号的稳态误差为零，且闭环控制系统在故障情况下是稳定的为性能指标设计自适应容错控制器。保证飞行控制系统在发生执行器漂移故障时，自动补偿故障对系统的影响，且闭环控制系统是稳定的，仍能跟踪给定的参考输入信号并通过Matlab/Simulink仿真，验证该控制器设计的有效性。 第六章对本文的研究工作进行总结和展望。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1课题研究的背景

1．2课题研究的意义

1．3国内外研究现状

1．3．1国外研究现状

1．3．2国内研究现状

1．4本文主要研究内容

第二章论文预备基础知识

2．1线性矩阵不等式

2．2鲁棒性能分析

2．3保性能控制

2．4控制系统的李雅普诺夫稳定性分析

2．4．1稳定性概念

2．4．2李雅普诺夫稳定性重要理论

3．1引言

3．2传感器故障类型

3．2．1传感器卡死故障

3．2．2传感器恒偏差失效故障

3．2．3传感器增益变化故障

3．3系统故障

3．3．1系统状态变化

3．3．2系统参数变化

3．4执行器常见故障类型

3．4．1执行器卡死故障

3．4．2执行器饱和故障

3．4．3执行器随机漂移故障

3．4．4执行器部分损伤故障

3．5本章小结

第四章基于LMI技术的LQR最优跟踪控制器设计

4．1跟踪控制

4．2线性二次型最优控制的基本概念

4．3 LQR最优跟踪控制器设计

4．4控制系统仿真与分析

4．5本章小结

第五章基于自适应技术的容错跟踪控制器设计

5．1自适应控制

5．2自适应容错控制器设计

5．3控制系统仿真与分析

5．4本章小结

6．1总结

6．2展望

参考文献

致谢