基于姿态角估计的四旋翼飞行器多传感器故障诊断方法

摘要

针对无法直接测量得到姿态角的四旋翼飞行器多传感器偏差故障检测与诊断问题,提出一种基于姿态角估计的多传感器故障同时发生的故障检测与隔离以及故障偏差值估计的方法.首先,在考虑模型误差的前提下,建立四旋翼飞行器动力学模型和传感器模型,构建四旋翼飞行器故障检测与诊断系统.其次,在利用基于滑模观测器得到姿态角估计值的基础上,设计非线性故障观测器对故障进行检测与隔离.最后,构建非线性自适应观测器实现未知故障偏差值的估计,并证明自适应律的稳定性和参数收敛性.实验结果表明,该方法能实现多传感器偏差故障检测与隔离,并在5s之内实现对传感器多故障偏差的估计与跟踪,且估计误差有界,该方法有效性得以验证.