项目名称: 基于感知-决策-控制架构的近空间飞行器的复杂多任务控制重构机制与关键技术研究

项目编号: No.61473226

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 自动化技术、计算机技术

项目作者: 呼卫军

作者单位: 西北工业大学

项目金额: 80万元

中文摘要: 在近空间飞行器的飞行过程中,大包络下复杂环境、时序多任务和长时间高速飞行对于控制系统的安全可靠性提出较高的要求,而针对故障器件的故障重构和自修复技术无法解决自主飞行器所面临的控制任务随机变更、随机强干扰和自身能力下降等问题。本项目主要从分析控制器应对的不确定事件角度出发,基于飞行器综合健康管理系统的多层信息,解决事件驱动机制下的控制系统对复杂随机任务和故障的自主重构。重点解决基于感知-决策-控制架构下的控制系统任务重构的核心机制问题,在此架构下开展包含多层信息的混杂系统认知建模方法,基于行为交互认知模型下的快速行为决策和基于动态控制目标的控制律在线重构方法等科学问题研究,最终形成不确定事件激励下的控制系统复杂多任务自主重构的新思路和新方法,大幅提升飞控安全性。本项目有望在感知-决策-控制综合控制理论方面取得突破,为近空间飞行器自主重构控制技术提供应用方法,具有重要的理论研究和应用价值。

中文关键词: 非线性系统;自主控制;高超声速飞行器;容错控制

英文摘要: In order to improve the reusable vehicle safety, reliability and operation cost, it is significant to solve the problems generated by complicated environments in large flight envelope, time sequence multi-task and long hypersonic flight during the whole flight phase.Simple fault reconfiguration and self-repairing technology to solve the fault device in control system cannot deals with the problems including dynamically modified trajectory, control moment insufficient, actuator failures and so on. In this project, starting with the uncertain events (faults, disturbances, multi-task switch, etc.) analysis, based on the hierarchy of information from the modern integrated health management system, a self-configuration control system is studied. The research work focus on designing the control system reconfiguration mechanism and strategy applying the perception-decision-control architecture.This resarch work focus on the control system task reconfiguration mechanism and strategy base on perception-decision-control architecture. Then,Then, the hybrid system consists: a hierarchy of information modeling method,control behavioral decision method and study on the fault tolerant control law, which can integrated the online self-reconfiguration approach based on the dynamic control performance index.Finally, a new idea and method about the control system for complicated multi task self-reconfiguration inspired by uncertained events was proposed to solving the problem of safty and reliability. The research result was expected in the breakthrough of perception-decision-control integrated control theory and a application method for providing self-configuration control of near space vehicle. So the research work has an important value of theory and application.

英文关键词: nonlinear system;autonomous control;hypersonic vehicle;fault tolerant control

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