01
容错控制概述
什么是容错控制？为什么飞控系统需要容错？执行器故障常见类型：卡死、松浮、饱和、失效。
基础故障类型
02
飞控系统架构与执行器模型
四旋翼/固定翼执行器配置、执行器动态模型、故障注入模型。
建模系统架构
03
故障检测与诊断（FDD）基础
残差生成、阈值设计、基于解析模型的方法。
FDD残差
04
被动容错控制
鲁棒控制基础、H∞控制在容错中的应用、被动容控的局限性。
鲁棒H∞
05
主动容错控制
控制律重构、控制分配重分配、模型参考自适应控制。
重构MRAC
06
控制分配技术
伪逆法、串链法、基于优化的分配（线性规划/二次规划）。
分配优化
07
执行器故障的在线估计
卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波、粒子滤波在故障估计中的应用。
滤波估计
08
滑模控制在容错中的应用
滑模面设计、等效控制、抖振抑制。
滑模鲁棒
09
自适应控制在容错中的应用
MRAC、直接自适应、间接自适应。
自适应MRAC
10
神经网络在故障诊断中的应用
BP网络、RBF网络、深度学习（CNN/LSTM）用于故障分类。
神经网络深度学习
11
模糊逻辑系统在容错中的应用
T-S模糊模型、模糊故障观测器。
模糊观测器
12
多旋翼执行器故障案例
单电机失效、对角电机失效、部分推力损失。
多旋翼案例
13
固定翼执行器故障案例
舵面卡死、舵面松浮、发动机失效。
固定翼舵面
14
直升机执行器故障案例
尾桨失效、主旋翼变距机构故障。
直升机尾桨
15
冗余执行器管理
硬件冗余、解析冗余、多数表决逻辑。
冗余表决
16
故障重构策略
基于模型的故障重构、数据驱动的故障重构。
重构数据驱动
17
执行器饱和处理
抗饱和控制、动态补偿、参考治理管理。
抗饱和补偿
18
实时性与嵌入式实现
容错算法在STM32/PX4上的部署、计算负载优化。
嵌入式PX4
19
仿真环境搭建
MATLAB/Simulink飞控仿真、PX4 SITL/HITL仿真。
仿真SITL
20
故障注入测试
硬件在环测试、软件故障注入、故障场景设计。
HIL测试
21
基于观测器的故障诊断
Luenberger观测器、未知输入观测器、自适应观测器。
观测器诊断
22
数据驱动故障诊断
PCA、PLS、支持向量机、孤立森林。
数据驱动SVM
23
混合容错策略
主动+被动结合、分层容错架构。
混合分层
24
执行器故障下的轨迹规划
可达集分析、安全轨迹生成。
轨迹安全
25
编队飞行中的容错控制
多机协同容错、通信故障下的容错。
编队协同
26
容错控制中的性能指标
稳定性、跟踪误差、控制能量、故障检测时间。
性能指标
27
适航标准与容错设计
DO-178C、DO-254、FMEA/FMECA分析。
适航标准
28
前沿研究方向
强化学习容错、数字孪生容错、联邦学习故障诊断。
前沿RL
29
综合案例：四旋翼单电机失效
容错控制全流程：检测→诊断→重构→验证。
综合四旋翼
30
课程总结与展望
容错控制技术路线图、未来挑战与机遇。
总结展望