基于神經(jīng)網(wǎng)絡的模型參考飛控系統(tǒng)容錯控制

2012年03月07日16:21:24 本網(wǎng)站我要評論(2)字號：T | T | T

關(guān)鍵字：航天應用

常　鋒，楊　蒲，姜　斌
南京航空航天大學自動化學院，江蘇南京

摘　　　要：針對飛控動態(tài)系統(tǒng)故障狀態(tài)下安全飛行問題，提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡動態(tài)補償?shù)哪Ｐ蛥⒖剪敯羧蒎e控制方法。在經(jīng)典ＲＢＦ網(wǎng)絡控制基礎之上，設計了一種改進的神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，通過添加直接輸入輸出線性環(huán)節(jié)，應用較近鄰聚類和新的自適應Ｃ均值聚類法訓練改進后的神經(jīng)網(wǎng)絡，以及在線調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡的權(quán)值和閾值，提高了網(wǎng)絡的收斂速度和泛化能力，達到了飛控系統(tǒng)在線實時快速容錯控制和抗干擾的目的。同時，證明了該閉環(huán)魯棒容錯控制算法的穩(wěn)定性。在波音７４７１００／２００模型上仿真實驗表明了該方法的有效性和可行性。

關(guān)　鍵　詞：ＲＢＦ神經(jīng)網(wǎng)絡；容錯控制；模型參考；飛控系統(tǒng)

１　引　言
大型飛機尤其是客機，飛行安全非常重要，這對飛控系統(tǒng)提出了很高的要求。容錯控制研究目標之一就是提高飛機的生存性和對一系列異常操作狀況的魯棒性，在飛行系統(tǒng)發(fā)生故障或存在外部擾動時，能夠保證飛機的生存和較理想的飛行特性［１］。基于模型參考的自適應控制是通過選擇合適的參考模型以及控制器前饋增益和反饋增益的自適應機制來實現(xiàn)系統(tǒng)輸出跟隨參考模型輸出［２］。但系統(tǒng)發(fā)生故障和存在外部擾動時，模型參考自適應控制的全局穩(wěn)定性很難得到保證。近年來，實時在線穩(wěn)定的神經(jīng)網(wǎng)絡自適應控制成為解決復雜非線性系統(tǒng)控制的有效途徑［３４］。這些神經(jīng)網(wǎng)絡控制器大都采用局部泛化神經(jīng)網(wǎng)絡，如ＲＢＦ網(wǎng)絡。ＲＢＦ網(wǎng)絡在逼近能力、學習速度等方面優(yōu)于ＢＰ網(wǎng)絡，具有很強的非線性映射功能，但ＲＢＦ網(wǎng)絡外推能力不足［５］。

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