[发明专利]一种加速度计失效下的飞行容错控制与重构系统及方法

说明书

本发明提供了一种加速度计失效下的飞行容错控制与重构系统及方法，通过对机载传感器故障进行检测，并针对加速度计失效情况进行处理，实现了在加速度计失效的情况下对飞行器的控制和重构，提高了飞行器在复杂环境下的安全性。本发明的飞行容错控制与重构系统具有高度的实用性和广阔的应用前景，可在航空领域得到广泛应用。本发明解决了在实际飞行中，加速度计由于受到外界干扰、机械故障等原因可能会失效，从而影响整个飞行控制系统的稳定性和可靠性的问题。

技术领域

本发明属于飞行控制技术领域，特别涉及一种加速度计失效下的飞行容错控制与重构系统及方法。

背景技术

飞机要能稳定、安全地飞行，主要依靠飞行控制系统的高性能。飞行控制传感器是飞行控制系统的重要组成部分，飞行控制系统基于传感器测量的数据对飞机进行控制，因此飞行控制传感器故障的实时检测和实时重构具有十分重要的意义。由于存在无法避免的影响因素，飞行控制传感器必然会出现故障，为了克服传感器故障导致的降低或丧失飞机某些功能，甚至造成严重的损失乃至灾难性事故的问题，传感器故障重构则成了提高飞机故障后的安全等级，保证飞行员安全的必要措施。

在飞行过程中，加速度计是飞行控制系统中重要的传感器之一，其作用是测量机体加速度和姿态信息，为飞行控制系统提供重要的数据。然而，在实际飞行中，加速度计由于受到外界干扰、机械故障等原因可能会失效，从而影响整个飞行控制系统的稳定性和可靠性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种加速度计失效下的飞行容错控制与重构系统及方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种加速度计失效下的飞行容错控制与重构系统，包含机载传感器检测模块、控制模块和重构模块；

所述机载传感器检测模块，用于检测飞行器传感器的工作状态；

所述控制模块，用于接收姿态和位置的实时数据，判断飞行的飞行状态；若处于加速度计失效状况，则将发送失效信号；并基于正常飞行数据和重构信号对飞机进行控制；

所述重构模块，当接收失效信号时，用于将姿态和位置数据进行重构，并发送重构信号。

进一步的，所述控制模块内包括针对不同的飞行状况和飞行器类型的控制算法。

进一步的，所述控制模块的算法包括基于非线性模型预测控制算法。

进一步的，所述重构模块内置有多种重构方法。

进一步的，所述重构模块内置有基于扩展卡尔曼滤波器的重构方法。

一种加速度计失效下的飞行容错控制与重构方法，包括以下步骤：

(1)实时检测飞行器传感器的工作状态，获取飞行数据；

(2)接收姿态和位置的测量数据并对飞行数据进行检测，若检测到加速度计故障，则转到步骤(3)；否则，转到步骤(4)；

(3)将姿态和位置数据进行重构，得到重构信号；

(4)基于正常飞行数据，或重构信号对飞行进行控制。

进一步的，步骤(3)中采用基于非线性模型预测控制算法对垂直起降飞行器进行控制。

进一步的，步骤(3)中采用基于扩展卡尔曼滤波器的重构方法对垂直起降飞行器的失效数据进行控制。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：