多旋翼故障容错控制算法设计

📚 共计 30 章节

多旋翼基础与动力学建模

坐标系定义 · 欧拉角与四元数 · 刚体动力学 · 电机螺旋桨模型

故障模式分析

执行器故障 · 传感器故障 · 结构损伤

故障检测与诊断 (FDD) 基础

残差生成 · 阈值设计 · 基于模型诊断

经典PID容错控制

PID参数自适应 · 积分抗饱和 · 增益调度

滑模控制在容错中的应用

滑模面设计 · 等效控制 · 抖振抑制 · 鲁棒性

自适应控制方法

MRAC · 自校正控制 · 故障参数在线估计

自适应估计

控制分配与重构

伪逆法 · 直接分配 · 动态控制分配 · 重分配

非线性控制方法

反步法 · 非线性动态逆 · 稳定性证明

非线性反步

智能控制方法

模糊逻辑 · 神经网络自适应 · 强化学习

传感器故障容错

IMU冗余 · 卡尔曼滤波检测 · 虚拟传感器

传感器冗余

执行器故障容错

推力补偿 · 力矩重构 · 悬停策略

执行器补偿

结构损伤容错

重心偏移补偿 · 惯量自适应 · 不对称推力

基于观测器的故障诊断

龙伯格观测器 · 滑模观测器 · 自适应观测器

观测器诊断

数据驱动故障诊断

PCA · SVM · 深度学习方法

故障容错控制性能评估

稳定性 · 鲁棒性指标 · 跟踪误差分析

硬件在环仿真 (HIL)

平台搭建 · 故障注入 · 实时验证

飞行实验设计

故障场景 · 安全保护 · 数据分析

冗余系统设计

双余度IMU · 虚拟传感器 · 混合冗余

冗余可靠性

分布式容错控制

多机编队容错 · 通信故障 · 协同重构

分布式编队

实时操作系统与容错

RTOS调度 · 看门狗 · 安全关键系统

优化方法在容错中的应用

MPC · 凸优化 · 混合整数规划

基于学习的故障预测

时间序列 · LSTM · 剩余寿命估计

人机交互容错

辅助决策 · 报警系统 · 手动/自动切换

容错控制中的通信问题

丢包处理 · 时延补偿 · 分布式估计

能源系统容错

电池故障 · 功率管理 · 紧急降落

多旋翼容错控制软件架构

模块化 · 状态机 · 故障处理流程

容错控制算法代码实现

C++/Python框架 · 实时优化 · 测试用例

标准与规范

DO-178C · ISO 13849 · 适航认证

前沿研究方向

量子容错 · 生物启发 · 数字孪生

综合案例实战

故障注入→容错控制全流程 · 项目总结