基于内外环设计的超空泡航行器容错控制  

Fault Tolerance Control of Supercavitating Vehicles Using Inner and Outer Loop Design

作　　者：许德智[1] 姜斌[1] 钱默抒[1] 

机构地区：[1]南京航空航天大学自动化学院,江苏南京210016

出　　处：《济南大学学报（自然科学版）》2014年第1期60-64,共5页Journal of University of Jinan(Science and Technology)

基　　金：国家自然科学基金(61273171);航空科学基金(2012ZA52017);PAPD;江苏省普通高校研究生科研创新计划(CXZZ110213);南京航空航天大学博士学位论文创新与创优基金(BCXJ1204);中央高校基本科研业务费专项资金资助

摘　　要：针对高速水下超空泡航行器(underwater supercavitating vehicle,USV)纵向运动模型,提出一种基于内外环的容错控制系统设计方法。为实现USV的大机动控制,文中未使用小角度假设简化模型,而采用更接近物理实际的非仿射非线性模型。基于此,提出一种故障估计器用于实时在线估计故障值,采用时标分离技术设计USV的容错控制器,并利用估计的故障值在线重构控制器以达到容错的目的,仿真结果表明了所提方法的有效性。A fault tolerance control system design method based on inner and outer loop techniques is proposed for longitudinal motion of a high-speed underwater supercavitating vehicle. In order to realize high maneuvering control for USV,the small angle assumption is not used for model simplification,so the model of longitudinal motion is a non-affine system. For this reason,a fault estimator is proposed for real-time online estimating fault values. Then,the fault tolerance controller is designed via time scale separation and online reconfiguration using fault information. Simulation results show the effectiveness of the proposed method.

关 键 词：水下超空泡航行器 非仿射系统 故障估计 内外环 容错控制 

分 类 号：TP29[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]