飞机舵面故障的$L_1$容错控制方法：匹配与非匹配不确定性

"该文研究了飞机舵面故障情况下的$L_1$容错控制问题，面对内部未建模动态、系统不确定参数和未知输入增益等挑战，提出了一种适用于匹配和非匹配不确定性的控制策略。通过推导等效线性参数时变模型，并利用投影算子设计$L_1$自适应容错控制器，确保系统的稳定性和性能。通过Lyapunov稳定性分析，证明了所提方法的可行性，并对其瞬态和稳态性能进行了评估。仿真结果表明，这种方法具有良好的容错、鲁棒和稳定性，可以保证系统参数的瞬态和稳态有界性。该研究对飞机舵面故障控制领域具有重要意义。" 在航空工程中，飞机舵面的正常运行对于飞行安全至关重要。当舵面出现故障时，可能导致未建模动态、系统参数不确定性以及未知输入增益等问题，这会影响飞机的操控性和稳定性。为此，本文提出了一个创新的$L_1$自适应容错控制方案，专门针对存在匹配和非匹配不确定性的多输入多输出（MIMO）飞机舵面故障系统。 首先，为了理解和处理复杂动态，作者推导出了飞机舵面故障系统的等效线性参数时变模型。这种模型能够捕捉系统的动态变化和不确定性，为后续控制策略的设计提供了理论基础。 接着，引入了基于投影算子的$L_1$自适应控制方法。$L_1$自适应控制是一种强大的工具，能够有效地处理不确定性，同时保持良好的动态性能。通过对Lyapunov函数的分析，证明了所设计控制器能确保系统的稳定性，即使在存在匹配和非匹配不确定性的条件下也是如此。 此外，作者还对所提出的控制方法进行了瞬态和稳态性能分析，这是评估控制策略效果的关键步骤。通过这些分析，可以了解控制算法在系统故障后如何快速收敛到期望状态，并且在长期运行中的表现。 仿真实验的结果证实了这种方法的有效性。在面对舵面故障时，该控制策略能够提供良好的容错能力，即即使在故障发生后，也能保持系统的正常运行。同时，它展现了强大的鲁棒性，可以抵抗不确定性的影响，保证了系统参数的瞬态和稳态有界性，这意味着系统的性能不会因为不确定性和故障而变得不可预测。 该研究提出的$L_1$自适应容错控制方法为解决飞机舵面故障问题提供了新的思路，对于提升飞行安全和控制系统设计具有深远的实践价值。未来的研究可能会进一步探索这种方法在实际飞行环境中的应用，以及如何优化控制参数以适应更广泛的飞行条件和故障类型。