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推力矢量飞机鲁棒故障检测与辨识和指令滤波容错控制系统设计

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控制理论与应用 2021年第4期38卷 529-539页

作者：李炳乾钱坤严浩王发威空军工程大学航空机务士官学校河南信阳464000

针对推力矢量飞机(TVA)在超机动飞行中的舵面故障、执行器故障、参数摄动和外界干扰等问题,提出了一种鲁棒故障检测与辨识和指令滤波容错控制(RFDI–CFFTC)系统设计方法.首先针对TVA故障模型提出了一种基于多观测器的RFDI机制,通过引入... 详细信息

针对推力矢量飞机(TVA)在超机动飞行中的舵面故障、执行器故障、参数摄动和外界干扰等问题,提出了一种鲁棒故障检测与辨识和指令滤波容错控制(RFDI–CFFTC)系统设计方法.首先针对TVA故障模型提出了一种基于多观测器的RFDI机制,通过引入自适应律和观测器来补偿参数摄动和外界干扰的影响,实现对舵面故障和执行器故障的准确检测与辨识,同时准确估计故障程度;然后在RFDI的基础上,设计了CFFTC容错控制律,实现包容舵面故障、执行器故障、参数摄动和外界干扰的TVA容错控制,同时改善了传统反步法中的“微分爆炸”问题;最后对RFDI–CFFTC系统的稳定性进行了证明.MATLAB/Simulink仿真验证了本文方法的有效性.

关键词：推力矢量飞机鲁棒故障检测与辨识和指令滤波容错控制舵面故障执行器故障参数摄动外界干扰

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舵机动态系统耦合补偿控制分配策略

仪器仪表学报 2010年第7期31卷 1496-1501页

作者：陈勇董新民薛建平王发威空军工程大学工程学院西安710038

为降低舵机动态特性引起飞行器各操纵面对控制分配指令的跟踪误差,提出了一种动态耦合补偿策略。考虑3种典型的舵机,基于增益补偿的思想分别设计了动态调节控制律,证明了离散状态下控制律的有效性;利用线性矩阵不等式方法,给出了混合优... 详细信息

为降低舵机动态特性引起飞行器各操纵面对控制分配指令的跟踪误差,提出了一种动态耦合补偿策略。考虑3种典型的舵机,基于增益补偿的思想分别设计了动态调节控制律,证明了离散状态下控制律的有效性;利用线性矩阵不等式方法,给出了混合优化控制分配问题中加权矩阵存在的充分条件,并在此基础上设计了耦合补偿虚拟舵指令的控制分配器。仿真结果表明该方法能够有效避免部分操纵面出现不必要的饱和,具有良好的自适应性能和跟踪性能。

关键词：飞行控制系统舵机系统多操纵面动态控制分配线性矩阵不等式

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容错飞行控制技术的应用研究现状与发展趋势

飞行力学 2017年第1期35卷 1-6页

作者：王发威廖开俊空军第一航空学院航空仪电工程系河南信阳464000

如何将容错飞行控制理论研究与工程应用紧密结合是值得关注的问题。从解决飞控系统自身故障的余度容错技术、解决飞控系统被控对象故障的容错控制技术和制约主动容错控制发展的故障诊断技术3个方面研究了容错飞行控制在工程应用中的发... 详细信息

如何将容错飞行控制理论研究与工程应用紧密结合是值得关注的问题。从解决飞控系统自身故障的余度容错技术、解决飞控系统被控对象故障的容错控制技术和制约主动容错控制发展的故障诊断技术3个方面研究了容错飞行控制在工程应用中的发展现状。分析了容错飞行控制的核心技术和难点问题,对未来容错飞行控制技术的发展提出了思考与建议。

关键词：飞行控制容错控制余度故障诊断鲁棒性

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过驱动执行器故障自适应重构控制分配策略

应用科学学报 2011年第5期29卷 537-544页

作者：陈勇董新民薛建平王发威空军工程大学工程学院西安710038

针对过驱动执行器故障情况下控制指令的协调分配问题,提出了一种自适应修正故障操纵面控制权值的重构控制分配策略.引入虚拟控制指令构造模块化飞行控制系统,并考虑物理约束建立多操纵面飞行器的故障执行器模型.结合多目标混合优化控制... 详细信息

针对过驱动执行器故障情况下控制指令的协调分配问题,提出了一种自适应修正故障操纵面控制权值的重构控制分配策略.引入虚拟控制指令构造模块化飞行控制系统,并考虑物理约束建立多操纵面飞行器的故障执行器模型.结合多目标混合优化控制分配,沿控制目标梯度下降的方向调整故障操纵面控制指令权值矩阵,整体优化控制分配策略,实现故障执行器控制量的自适应修正.仿真结果表明,该策略可综合考虑执行器故障条件下操纵面的控制效能,避免抖振现象,有效协调分配控制指令,实现控制重构.

关键词：飞行控制过驱动系统执行器故障重构控制分配

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多操纵面飞机舵面损伤的快速故障诊断

航空学报 2015年第7期36卷 2350-2360页

作者：王发威董新民陈勇王小平廖开俊空军工程大学航空航天工程学院西安710038 空军第一航空学院航空仪电工程系信阳464000

针对多操纵面飞机舵面损伤的快速故障诊断问题,提出一种直接估计舵面偏转量的自适应补偿观测器方法。首先,设计了增广观测器进行系统输入估计,并提出了自适应补偿方法解决其动态跟踪性能差的问题;其次,设计了一种新的自适应阈值以快速... 详细信息

针对多操纵面飞机舵面损伤的快速故障诊断问题,提出一种直接估计舵面偏转量的自适应补偿观测器方法。首先,设计了增广观测器进行系统输入估计,并提出了自适应补偿方法解决其动态跟踪性能差的问题;其次,设计了一种新的自适应阈值以快速检测故障并降低虚警率;最后,利用舵面故障特点,采用重置初值的限定记忆最小二乘方法实现了对突变参数的实时估计,用以进行故障隔离。仿真结果表明:在不同的舵面损伤故障情况下,所提出的观测器方法能在20ms内发出故障预警,并在0.22s内确定故障位置,所采用的辨识方法可以在故障报警后的0.2s内准确估计出损伤程度。

关键词：多操纵面飞机舵面损伤故障诊断自适应阈值参数估计

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含控制分配的积分滑模主动容错控制方法

北京理工大学学报 2014年第8期34卷 801-806页

作者：王发威董新民窦和锋陈勇空军工程大学航空航天工程学院陕西西安710038

针对重构故障不匹配情况下的多操纵面飞机控制问题,提出了一种基于控制分配的积分滑模主动容错方法.采用一种新的在线控制分配律简化了滑模控制律设计,设计了积分滑模控制律以保证指令重分配时系统的稳定性,在重构故障匹配和不匹配情况... 详细信息

针对重构故障不匹配情况下的多操纵面飞机控制问题,提出了一种基于控制分配的积分滑模主动容错方法.采用一种新的在线控制分配律简化了滑模控制律设计,设计了积分滑模控制律以保证指令重分配时系统的稳定性,在重构故障匹配和不匹配情况下,推导并证明了含控制分配律的系统整体闭环稳定性.仿真结果验证了所设计控制器的性能,有效实现多操纵面飞机的快速平稳控制.

关键词：多操纵面飞机控制分配积分滑模容错控制

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基于WPI的多操纵面飞机积分滑模容错控制

北京航空航天大学学报 2014年第10期40卷 1378-1385页

作者：王发威董新民王小平薛建平空军工程大学航空航天工程学院西安710038

针对含位置和速率限制、故障重构存在误差和时滞下的过驱动飞行器损伤故障的容错控制问题,提出了一种基于动态自适应加权伪逆法(WPI,Weighted Pseudo Inverse)的积分滑模主动容错方法.采用指令限制模块对饱和控制信号及瞬时干扰进行限制... 详细信息

针对含位置和速率限制、故障重构存在误差和时滞下的过驱动飞行器损伤故障的容错控制问题,提出了一种基于动态自适应加权伪逆法(WPI,Weighted Pseudo Inverse)的积分滑模主动容错方法.采用指令限制模块对饱和控制信号及瞬时干扰进行限制,设计了动态自适应控制分配律逐步减小指令饱和,同时通过故障估计值修正控制分配律来直接补偿气动力损失,降低了故障对系统稳定的影响;设计积分滑模律实现了含重构不匹配和时滞的稳定控制.仿真结果表明,所设计的控制器能快速准确地跟踪参考指令,对时滞具有较强的鲁棒性,同时对损伤故障具有较强容错能力.

关键词：过驱动飞行器动态自适应控制分配积分滑模容错控制

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赋权控制分配策略的空间优化设计

信息与控制 2012年第2期41卷 225-232页

作者：陈勇董新民王发威赵丽空军工程大学工程学院陕西西安710038 陕西国际商贸学院商学院陕西咸阳712046

为提高静态赋权控制分配策略虚拟指令可达集的使用率,基于改进粒子群算法提出了一种离线确定控制指令最优化权值的空间优化设计方案.分别建立了加权伪逆法和混合优化法的数学模型,推导出统一的控制律形式,并给出了构造可达集空间的算法... 详细信息

为提高静态赋权控制分配策略虚拟指令可达集的使用率,基于改进粒子群算法提出了一种离线确定控制指令最优化权值的空间优化设计方案.分别建立了加权伪逆法和混合优化法的数学模型,推导出统一的控制律形式,并给出了构造可达集空间的算法;引入量子和遗传因子,通过粒子的交叉操作增强粒子群的多样性,以快速求解控制指令权值的全局最优点.仿真结果表明,设计的方案可以实现赋权控制分配策略可达集空间的最大化.

关键词：飞行控制赋权控制分配可达集粒子群优化

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“双减”背景下小学课后延时服务策略研究

甘肃教育 2023年第21期 44-47页

作者：王发威武威市凉州区黄羊镇土塔小学

“双减”政策着力于降低学生学习负担和杜绝课后学科辅导班,对学生健康发展能起到积极作用。为有效落地“双减”政策,促进学生全面发展,小学课后延时服务应运而生。文章结合课后延时服务实践,探讨了强化教育部门管理、端正服务理念,形... 详细信息

“双减”政策着力于降低学生学习负担和杜绝课后学科辅导班,对学生健康发展能起到积极作用。为有效落地“双减”政策,促进学生全面发展,小学课后延时服务应运而生。文章结合课后延时服务实践,探讨了强化教育部门管理、端正服务理念,形成服务共识、共同参与延时服务,设计具体课堂、满足学生发展需要,制定评价机制、提升延时服务质量等四个服务策略,旨在促进课后延时服务的高效实施,推进“双减”政策落地,促进学生综合素养的全面提升。

关键词： “双减” 学校管理课后延时服务策略