X-Plane环境下小型遥控飞机副翼失效诊断与控制面重构仿真

模拟一个小型固定翼遥控飞机在普通飞行过程中副翼突然失效时,系统及时诊断出故障并利用其他健全控制舵面协同参与滚转控制的过程。飞行动力学与可视化仿真环境是X-Plane 9交互式飞行模拟软件,飞机操纵、故障检测和控制面重构在Simulink平台上实现,X-Plane与Simulink之间通过指定的UDP端口交换数据构成闭环仿真。副翼失效诊断采用的是基于模型的观测器/滤波器方法,容错控制采用的是主动式控制策略切换。采用X-Plane内部的飞行动力学引擎,进而需要通过仿真数据辨识出一个能用于故障诊断滤波器的动力学模型。设计诊断逻辑以尽量降低虚警率,当误差超过门限的持续一段时间即为故障发生,进而切换到主动容错策略。主动容错方法是由于飞机是个过驱动系统,在隔离故障后把副翼信号叠加在升降舵和方向舵上可以补偿部分功能损失。