無人機分布式飛行控制計算機故障診斷研究

張 榕， 陳 欣

(南京航空航天大學自動化學院，南京 211106)

0 引言

飛行控制系統的可靠性和安全性一直是航空飛行器的重要研究方向，飛行控制系統包括飛行控制計算機(FCC)、執行機構(Actuator)、傳感器(Sensor)以及其他機載計算機(Task Computer)。其中,飛行控制計算機的工作職責是完成無人機的飛行控制任務并對機載設備進行管理和調度，實現資源共享以及數據信息的融合，是空中和地面指揮系統的聯系樞紐。目前，無人機的任務數量和復雜度增加、傳感器多數據融合以及飛行范圍和性能邊界增大等對飛行控制計算機可靠性和安全性提出了更高的要求。

飛行控制系統的故障診斷主要分為基于模型、基于知識以及基于數據信號的方法[1]。基于模型的故障診斷方法對被監控系統過程機理和特性的定性描述，可以獲得系統運行的狀態信息和預測系統未來的動態特性；基于知識的故障診斷方法依賴對系統運行機理、故障特性以及故障行為與成因之間因果關系等先驗信息的分析，利用邏輯推理的方法進行故障的檢測和分離；基于數據的故障診斷方法對測量到的信號和數據進行分析處理，提取故障信號特征，檢測和隔離故障。國內對基于模型的故障觀測器有廣泛的研究，針對執行機構和傳感器的突變故障和漸變故障有了較為成熟的算法[1-6]，飛行控制系統各傳感器的輸出因系統特性而具有內在的一致性，發生故障時會打破內在一致性，奇偶動態方程是能夠反映傳感器之間內在一致性的數學模型[5,7]。……