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龍圖騰網(wǎng)獲悉西北工業(yè)大學申請的專利面向操縱面故障的飛機飛行容錯控制方法、系統(tǒng)及終端獲國家發(fā)明授權專利權，本發(fā)明授權專利權由國家知識產(chǎn)權局授予，授權公告號為：CN115598982B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權局官網(wǎng)在2025-08-29發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉：該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為：202211329634.2，技術領域涉及：G05B13/04；該發(fā)明授權面向操縱面故障的飛機飛行容錯控制方法、系統(tǒng)及終端是由劉貞報;鄒旭;趙聞;黨慶慶;張超設計研發(fā)完成，并于2022-10-27向國家知識產(chǎn)權局提交的專利申請。

本面向操縱面故障的飛機飛行容錯控制方法、系統(tǒng)及終端在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種面向操縱面故障的飛機飛行容錯控制方法、系統(tǒng)及終端，通過構建執(zhí)行器故障狀態(tài)下的固定翼無人機縱向動力學模型，然后在無人機模型基礎上設計狀態(tài)估計器用以實時對無人機的狀態(tài)信息進行估計，在狀態(tài)估計信號的基礎上設計L1自適應反步容錯控制器，用于俯仰姿態(tài)控制，同時通過構建的簡化型固定翼無人機縱向動力學模型，設計基于故障的控制分配策略，用于對副翼進行補償，固定翼無人機在升降舵和副翼的補償作用下，實現(xiàn)無人機在故障狀態(tài)的穩(wěn)定飛行。本發(fā)明能夠使無人機在故障狀態(tài)下對俯仰角進行控制，避免無人機發(fā)生嚴重事故。

本發(fā)明授權面向操縱面故障的飛機飛行容錯控制方法、系統(tǒng)及終端在權利要求書中公布了：1.面向操縱面故障的飛機飛行容錯控制方法，其特征在于，包括以下步驟： 基于牛頓第二定律和歐拉動力學方程，對無人機的飛行狀態(tài)進行分析，構建無人機縱向動力學模型； 基于無人機縱向動力學模型，對無人機的飛行參數(shù)進行簡化，得到簡化型無人機縱向動力學模型； 基于簡化型無人機縱向動力學模型，構建基于故障的控制分配策略； 根據(jù)狀態(tài)預測動力學公式和自適應率公式，估計無人機實時的俯仰角和俯仰角速度； 基于無人機實時的俯仰角和俯仰角速度，構建L1自適應反步姿態(tài)控制器； 基于所構建L1自適應反步姿態(tài)控制器和基于故障的控制分配策略，生成俯仰角指令，控制無人機升降舵面的偏轉； 所述基于無人機實時的俯仰角和俯仰角速度，構建L1自適應反步姿態(tài)控制器，具體為： 誤差變量z1和z2如下： 其中，θd為期望俯仰角，α1是一個穩(wěn)定函數(shù)，表達形式如式18所示： α1＝-K1z1+Qd18 其中，K1為系數(shù)，Qd為期望俯仰角速率； 誤差變量z2的動態(tài)表達形式如式19所示： 其中，為誤差變量z2的微分形式，為穩(wěn)定函數(shù)α1的微分形式； 根據(jù)z2的動態(tài)表達形式設計L1自適應反步姿態(tài)控制器如式20所示： 其中，K2為系數(shù)，L1自適應反步姿態(tài)控制器即為升降舵偏轉量δe； 所述基于簡化型無人機縱向動力學模型，構建基于故障的控制分配策略，具體為： 構建操縱面損失故障數(shù)學模型如式6所示： δat＝Wtδt6 其中，δa是實際控制向量，δ是理想控制向量，Wt代表操縱面效率，t代表時間； Wt按照式7計算： 其中，w1t、w2t和w3t是對角矩陣Wt上的對角元素，I是單位矩陣，Kt是乘性故障矩陣，且Kt＝diagk1t,k2t,k3t，其中k1t、k2t和k3t是對乘性故障矩陣Kt上的對角元素； 根據(jù)式3中的飛機升力L、滾轉力矩和偏航力矩忽略不確定項，三者改寫為如式8所示： 其中，cLxlon為升力系數(shù)，clxlat為滾轉力矩力系數(shù)，cnxlat為偏航力矩系數(shù)； 對式8進行解析，得到標稱情況下操縱面期望的偏轉角，如式9所示： 其中，δe,nom為標稱情況下的升降舵舵偏角，δa,nom為標稱情況下的副翼舵偏角，δr,nom為標稱情況下的方向舵舵偏角； 將式9計算得到的各個操作面的舵偏角數(shù)值限制在規(guī)定范圍內，即： δminδe,nom,δa,nom,δr,nomδmax10 其中，δmin為最小舵偏角，δmax為最大舵偏角； 考慮升降舵發(fā)生故障時，利用副翼舵面補償發(fā)生損失的升降舵面舵效，即故障的控制分配策略，翼舵面的補償角度如式11所示： 其中，cmxlon為俯仰力矩系數(shù)。

如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術，可聯(lián)系本專利的申請人或專利權人西北工業(yè)大學，其通訊地址為：710072 陜西省西安市碑林區(qū)友誼西路127號；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。