基于中心對稱多胞體的四旋翼無人機執行器故障檢測

楊雨薇，胡 陟，章 偉

(上海工程技術大學 機械與汽車工程學院，上海201620)

0 引 言

近年來，四旋翼無人機由于其體積小、機動性強、具有靈活性等特點，得到了研究者們的廣泛關注和研究，無人機的諸多性能指標飛速提高，控制技術得到極大的發展，其在軍事和民用領域發展十分迅速。在日常的生活中如航拍、空中載物、偵察監測等各個方面逐步普及［1］。由于無人機內部結構精細，同時存在機載環境的溫度變化，機械振動等客觀因素，無人機較易發生損傷或失效，導致系統出現故障［2］。為了更大范圍的降低損失，快速檢測判斷無人機是否發生故障，保證系統安全性尤為重要［3］。

無人機故障通常分為執行器故障與傳感器故障。目前為止，對具有執行器故障系統的研究和四旋翼無人機執行器故障問題有很好的借鑒意義。Chadli等人設計了H／H∞觀測器對故障進行觀測［4］；為了提高觀測器對噪聲和干擾的魯棒性，湯文濤、胡志坤等人通過設計未知輸入觀測器對干擾和噪聲進行解耦，實現了故障檢測與分離［5］；王振華等人通過將故障視為輔助狀態向量來構造增強系統，基于增強系統設計觀測器，解決了離散線性系統描述符系統的執行器故障估計問題［6］；葉慧等人采用小波變換，不依賴系統模型，提高了故障的可分離性［7］；宮勛等針對四旋翼無人機可能存在執行器故障的情況，使用并行降維觀測器構建檢測與重構算法，有效地實現對執行器故障的檢測并將出現故障的執行器進行隔離，此外該控制算法的應用可以有效地抑制擾動［8］；……