摘要:高空长航时 (HALE) 飞机由极轻的结构、大翼展和大纵横比组成。这些特性的组合导致飞机系统具有独特的动态行为,其特点是结构和刚体特征模态的强烈相互作用。这些特性对此类飞机的飞行控制算法的稳健性和容错性提出了特定要求。控制系统必须能够让飞机安全地沿着定义的轨道飞行,即使在发生故障的情况下也是如此。由于这些飞机的尺寸较大,它们通常会过度驱动,具有多个冗余控制面。本文利用这种冗余来设计容错控制系统,以确保在故障情况下实现最佳控制性能。该策略基于故障检测和隔离 (FDI) 算法来检测故障的控制面。此故障信息用于在多模型控制方法中切换到备用控制律。FDI 滤波器是使用基于零空间的设计范例设计的,而备用控制器是应用结构化 H ∞ 控制设计技术合成的。
摘要:通用航空是航空领域的重要分支,电动飞机作为绿色能源飞机是通用航空飞机的重要组成部分和发展方向,其安全性至关重要。本文研究了电动飞机在碰撞、雷击、结冰等工况下的气动与动力学特性,引入损伤因素,建立飞机动力学与运动学模型。利用STAR-CCM+软件模拟机体组合损伤情况下的气动力和气动力矩。基于L1自适应控制算法对被控对象参数不确定性的估计能力和控制输出的自动调节能力,设计了在机翼损伤、碰撞后平尾损伤、平尾结冰、机翼雷击损伤情况下的电动飞机容错控制律。结果表明,该控制律对电动飞机机体组合损伤具有良好的容错控制能力,控制系统具有适应性、抗干扰性和鲁棒性,对其他运输飞机的飞行安全控制具有很好的工程借鉴意义。
摘要 本文对容错控制系统的发展进行了介绍性概述。为此,本文以教程的形式编写,有意总结了该主题领域的一些重要结果,而不详细介绍其中任何一个。但是,提供了关键参考文献,感兴趣的读者可以从中获得有关特定主题的更详细信息。有必要指出的是,本文并未对主题进行详尽的介绍。事实上,远非如此。本文仅代表作者的观点和经验。很可能无意中遗漏了一些重要问题或主题。如果是这种情况,作者在此提前表示诚挚的歉意。在简要介绍了容错控制系统(特别是最初的动机和冗余概念)之后,本文回顾了容错控制系统的发展,并从历史角度强调了几个重要问题。容错控制的一般方法分为被动、主动和混合方法。本文还讨论了主动容错控制系统的分析技术。从实际和工业角度强调了容错控制的实际应用。最后,本文讨论了该领域的一些关键问题,作为未来研究/开发的开放问题
《安全性、可靠性和风险管理方面的进展》包含在 2011 年 9 月于法国特鲁瓦举行的第 20 届欧洲安全和可靠性 (ESREL 2011) 年会上发表的论文。本书涵盖了广泛的主题,包括:事故和事件调查;贝叶斯方法;危机和应急管理;风险下的决策;动态可靠性;故障诊断、预测和系统健康管理;容错控制和系统;人为因素和人为可靠性;维护建模和优化;可靠性和安全性的数学方法;职业安全;定量风险评估;可靠性和安全数据收集和分析;风险和危害分析;风险治理;风险管理;安全文化和风险认知;结构可靠性和设计规范;系统可靠性分析;不确定性和敏感性分析。
本文考虑了具有执行器和传感器故障、不确定性和干扰的线性参数变化系统的故障估计 (FE) 和容错控制 (FTC)。在设计中需要考虑 FE 和 FTC 功能之间不可避免的耦合,以确保基于 FE 的 FTC 闭环系统的整体性能和鲁棒性。本文提出了一种迭代策略,利用分离原理和小增益定理的概念实现 FE 和 FTC 的稳健集成。迭代算法涉及在每次迭代中求解多目标线性矩阵不等式优化问题,并具有有限步收敛保证。通过数值模拟说明了所提算法的有效性及其相对于现有工作的优势。© 2022 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY 许可开放获取的文章(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。
升降舵是飞行控制表面,通常位于飞机后部,用于控制飞机的俯仰、迎角和机翼升力。最关键的驱动装置是纵向飞机控制,其故障将导致灾难性的飞机坠毁。本文提出了一种飞机高冗余容错控制 (HRFTC) 策略,以适应关键传感器和执行器的故障。针对传感器提出了改进的三重模块冗余 (MTMR),针对执行器提出了双重冗余 (DR)。详细说明了控制律、飞行员命令、信号调节和故障的工作原理。此外,PID 控制器用于通过将升降舵位置与设定点进行比较来调整升降舵位置。结果表明,当发生故障时,系统成功检测到故障并快速容忍故障,而不会干扰飞机的飞行。这项研究对于航空电子行业制造高度可靠的机器以确保人身和环境安全具有重要意义。
1. M.Bourogaoui、H. Ben Attia Sethom、I. Slama Belkhodja,“可调速驱动器中的速度/位置传感器容错控制 - 综述”,ISA Transactions,Elsevier,第 64 卷,第 269-284 页,2016 年 9 月。2. M.Dagbagi、A. Hemdani、L. Idkhajine、MW Naouar、E. Monmasson 和 I. Slama Belkhodja,“在低成本 FPGA 中实现的基于 ADC 的嵌入式实时电源转换器模拟器 - 应用于并网电压源整流器的容错控制”,IEEE Transactions on Industrial Electronics,第 63 卷,第 7 期,第 825-865 页,2016 年 9 月。 2,第 1179 – 1190 页,2016 年。3. A.Damdoum、I. Slama-Belkhodja、M. Pietrzak-David 和 M. Debbou,“电网故障下双馈感应机抽水蓄能系统的低电压穿越策略”,Elsevier,可再生能源,第 95 卷,第 248-262 页,2016 年 9 月。4. M.Merai、MW Naouar、I. Slama-Belkhodja 和 E. Monmasson,“基于 FPGA 的三相并网转换器容错空间矢量滞后电流控制”,IEEE Trans. Indus. Electron. , 第 63 卷,第 11 期,第 7008-7017 页,2016 年。 5. H.Ben Abdelghani、A. Bennani Ben Abdelghani、F. Richardeau、J.-M. Blaquière、F. Mosser 和 I. Slama-Belkhodja,“三电平混合中性点钳位飞行电容转换器的容错拓扑和控制”,IET 电力电子杂志,第 9 卷,第 12 期,第 2350 页,2016 年。 6. M.Ben Saïd-Romdhane、MW Naouar、I. Slama-Belkhodja 和 E. Monmasson,“基于 LCL 滤波器的并网转换器的稳健有源阻尼方法”IEEE 电力电子学报,第 32 卷,第 9 期,第 7008-7017 页,2016 年。 6739 - 6750,2017 7. F.Mouelhi、H. Ben Attia-Sethom、I. Slama-Belkhodja、L. Miègeville 和 P. Guérin,“正常和受扰运行条件下住宅负载的快速事件检测算法”,欧洲电气工程杂志,第 18 卷,第 1-2 期,第 95-116 页,2016 年。 8. I.Ouerdani、H. Ben Abdelghani、A. Bennani Ben Abdelghani、D. Montesinos-Miracle 和 I. Slama-Belkhodja,“具有恒定开关频率的 3 级 NPC 转换器的空间矢量调制技术”,电力电子进展,第 2016 卷,文章 ID 6478751,13 页。 9. H.Ben Abdelghani、A. Bennani Ben Abdelghani、F. Richardeau、J.-M。 Blaquière、F. Mosser、I. Slama-Belkhodja,“三电平混合中性点钳位飞行电容转换器的容错拓扑和控制”,IET 电力电子学杂志,第 9 卷,第 12 期,第 2350 页 10. I.Ouerdani、A.Ben Abdelghani-Bennani、I. Slama-Belkhodja,“基于脉冲宽度调制的模块化多电平转换器策略的谐波分析”,国际可再生能源研究杂志 (IJRER),2016 年。 11. H.Ben Abdelghani、A. Bennani Ben Abdelghani、F. Richardeau、I. Ouerdani 和 I. Slama-Belkhodja,“用于高性能感应机驱动的混合三电平转换器”,电气系统杂志 JES,于 2016 年 12 月接受出版。