近空间飞行器故障诊断与容错控制的研究进展

《近空间飞行器故障诊断与容错控制的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第44卷第5期2012年lO月南京JournalofNan航空航天大学jingUniversityofAeronautics学报&Astronautics近空间飞行器故障诊断与容错控制的研究进展姜斌赵静齐瑞云许德智贺娜(南京航空航天大学自动化学院，南京，210016)V01．44No．50ct．2012摘要：近空间飞行器具有飞行速度快、飞行包线大、气动特性变化剧烈及飞行环境复杂多变等特点，故障诊断与容错控制技术对提高其安全性和可靠性具有重要意义。本文通过对近空间飞行器故障诊断与容错控制技术的国内外研究现状调研和分析，阐述了近空间飞行器动力学模型及飞控系

2、统的故障类型，分析了近年来国内外关于近空间飞行器故障诊断与容错控制技术的主要研究成果和存在的问题，最后对近空间飞行器故障诊断与容错控制技术未来的发展方向和面临挑战进行了展望。关键词：容错控制；近空问飞行器；故障类型；故障诊断中图分类号：V249．1文献标识码：A文章编号：1005—2615(2012)05一0603一08SurVeyofFaultDiagnosisandFault—TolerantControlforNearSpaceVehiclesJi日托gBi以，Z^盘oJi，29，QiR“砂甜扎，X“DPg矗i，．H已砒(collegeofAl】

3、tomationEngineering，NanjinguniversityofAeronautics&Astronautics，Nanji“g，210016，china)Abstract：Neatspacevehicle(NSV)hasrapidflightspeed，bigflightenVelope，aerodynamiccharacteris—ticsofrapidchange，andcomplexandvariableenvironmentofflight，sofaultdiagnosisandfault—toler—antcontroltec

4、hn0109yaresignificanttoimproveitssafetyandreliability．Byanalysisofthedomesticandoverseasdevelopmentstatusonfaultdiagnosisandfault—tolerantcontroltechnologyforNSV，theNSVdynamicsmodelandthefaulttypesoftheflightcontrolsystemarefirstlyintroduced．Then，theexistingmainproblemsandshortc

5、omingsoffaultdiagnosisandfault—tolerantcontroltechnologyforNSVinrecentyearsandsomenewresultsarepresented．Finally，thefuturedirectionsofdeVelopmentandchallengesforNSVinthefieldoffaultdiagnosisandfault—tolerantcontrolarepredicted．Keywords：fault—tolerantcontrol；nearspacevehicle；faul

6、tyclassification；faultdiagnosis近空间指距离地面高度为20km到100km的空间，并非传统的航空器和航天器飞行的领域。近年来，近空间的战略价值愈发引起各国的重视，情报收集、侦察监视、通信保障与对空对地作战等有重要应用价值及发展前景。近空间飞行器(Nearspacevehicle，NSV)是指运行在近空间领域高度层的飞行器[1]，这一概念首先由美国国家航空和航天局(NASA)提出并研制开发，主要目的用于军事采集信息。根据飞行方式和原理分类，近空间飞行器主要包括轻于空气的飞行器、重于空气的飞行器以及新概念组合式飞行器。与飞船和

7、航天飞机相比，近空间飞行器具有覆盖范围广、持续工作时间长、机动性强等特点，有着巨大的军事价值和潜在的经济价值。近几十年来，美国、俄罗斯、英国等都在投入大量的经费，积极开展近空间飞行器的技术研究。2005年11月在美国研制的高空哨兵飞艇成功进入近空间，留空达5h，成为继美国攀登者之后进入近空间的第二艘平流层飞艇；俄罗斯阿夫古力基金项目：国家自然科学基金(91116018)资助项目；航空科学基金(2011zA52009)资助项目。修订日期：20】2一08—18通讯作者：姜斌，男，教授，博士生导师，E—mail．binjiang@nuaa．edu．cn。60

8、4南京航空航天大学学报第44卷浮空器中心制订了“金雕”的平流层飞艇方案，飞行高度达20～22k