[发明专利]一种基于层级结构的直升机群的姿态健康管理方法

摘要

本发明公开了一种基于层级结构的直升机群的姿态健康管理方法，其中，直升机群的姿态健康管理的层级结构包括：直升机群的姿态模型和故障模型层、故障检测层、健康一致性层、容错一致性层和虚拟连接层。故障检测层阈值设置的触发机制决定了直升机群控制律的选择。如果触发故障检测层的健康通道，则进入健康一致性控制层；如果触发故障检测层的容错通道，则进入容错一致性控制层。最终在虚拟连接层中实现健康管理和全局一致性控制目标。本发明结构简单，实现逻辑清晰，效果明显，提供一种新的直升机群的姿态健康管理方法，提高姿态控制精度，实现了健康管理并使直升机群系统具备鲁棒性和容错性，进一步确保了直升机群的可靠性和安全性。

主权项

1.一种基于层级结构的直升机群的姿态健康管理方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，获取直升机群的姿态系统模型和故障模型；步骤2，在行程通道引入虚拟补偿参数，构造直升机群的状态空间模型；步骤3，进入故障检测层，设计观测器和输出估计误差阈值χ_i；步骤4，由故障检测层判断直升机系统姿态输出估计误差是否大于步骤3设置的输出估计误差阈值χ_i，如果是，则进入容错一致性控制层，计算容错控制律和获取容错一致性控制层约束解的增益矩阵L^FTC,F^FTC,Q^FTC,Π^FTC；如果否，则进入健康一致性控制层，计算健康控制律和获取健康一致性控制层约束解的增益矩阵L^health,F^health,Q^health,Π^health；步骤5，根据直升机群的姿态输出信号和步骤4中计算得到的一致性控制层约束解的增益矩阵，构造虚拟连接层动态v_i；步骤6、根据步骤4中得到的容错控制律或健康控制律和步骤5中得到的虚拟连接层动态v_i，计算直升机群姿态一致性控制律u_i；步骤7、根据直升机群姿态一致性控制律u_i，实现健康管理和一致性控制目标，即实现和其中，e_i为第i架直升机的平均一致性误差，x_i,x_j分别为第i架和第j架直升机的状态量，t表示时刻。