过驱动高超声速飞行器容错姿态控制器

致动器卡死仍稳控

基于模型预测静态规划和扩张状态观测器的容错控制方案，在舵面卡死和效能损失故障下快速重构控制力矩，保证姿态跟踪精度。

Ao, Li · 扈晓翔 · Kejun, Dong · Li, Hongzeng · 肖冰

AEJ - Alexandria Engineering Journal 2025

技术优势

故障下仍保持跟踪

通过分层容错架构，在卡死和效能损失故障下仍能保证姿态跟踪性能，无需停机处理。

计算快可在线用

算法计算速度快，能够在线实施，实现故障期间气动舵面的快速重构。

兼顾扰动与建模误差

将系统耦合和不确定扰动视为总扰动，由扩张状态观测器实时估计，增强鲁棒性。

应用场景

• 高超声速飞行器控制：在舵面故障时维持姿态稳定，避免任务失败。
• 容错飞行控制：提供一种快速重构控制力矩的容错方法，可集成于现有飞控系统。
• 无人机姿态控制：其算法可移植至高超声速无人机，增强故障下的姿态鲁棒性。