定量反馈理论在鲁棒容错飞行控制中的应用

"这篇论文探讨了定量反馈理论（QFT）在鲁棒与容错飞行控制系统中的应用，特别是在航空领域。作者通过分析QFT的基本原理和设计方法，以某型无人驾驶飞机的纵向飞行控制系统为例，展示了如何利用QFT进行鲁棒和容错控制系统的分析、研究与设计。" 在飞行控制系统的设计中，鲁棒控制是一种关键的技术，它旨在确保控制系统在面对不确定性、参数变化或外部干扰时仍能保持稳定性和良好的性能。定量反馈理论（QFT）作为频率域的鲁棒控制策略，考虑了系统的不确定性范围和性能指标要求，通过在Nichols图上的定量分析与设计，确保了设计结果的稳定性和性能鲁棒性。 现代航空器，如高性能战斗机和无人驾驶飞机，面临着复杂多变的飞行环境，包括飞行高度、速度、燃油量、载荷位置的变化，以及大气条件等外部因素的影响。这些因素可能导致飞机动力学特性的显著不确定性，使得设计一个能够适应全飞行包络、具有高机动性和抗干扰能力的控制系统变得至关重要。 QFT方法由Isaac M. Horowitz教授在20世纪60年代提出，它的特点是直观且易于应用，适合处理不确定性的各种系统。在本论文中，作者通过实例分析了QFT在处理飞行舵面局部损坏或失效情况下的容错飞行控制，这种情况下，飞机模型的气动导数变化可以视为不确定性对象的扩展。利用QFT进行容错控制设计，可以确保即使在部分控制系统失效的情况下，飞机仍能保持稳定飞行和预期的控制性能。 论文中提到，QFT设计过程包括了对系统不确定性的评估、性能指标的设定以及在Nichols图上的设计操作，最终得到满足要求的控制律。通过对选定的无人驾驶飞机的纵向飞行控制系统进行建模、分析和仿真，作者证明了QFT方法的有效性，并取得了满意的结果。 关键词：飞行控制系统，容错，鲁棒，定量反馈理论（QFT） 这篇研究为航空机务领域的工程师提供了使用QFT进行鲁棒和容错控制设计的新视角，有助于提升飞行控制系统的可靠性，特别是在面对不确定性和故障时的适应能力。