第一章 绪论 1
1.1 研究具有自修复功能的推力矢量飞行器自适应飞控系统的意义 1
1.2 推力矢量技术 2
1.3 飞行器故障检测诊断系统 3
1.4 自适应飞控系统发展 6
1.5 具有自修复功能的推力矢量飞行器自适应飞控系统方案 11
1.6 能源短缺和环境污染是新型能源汽车出现的背景 13
1.7 燃料电池汽车 16
1.7.1 电动汽车发展 16
1.7.2 燃料电池汽车发展 17
1.7.3 燃料电池 18
1.8 燃料电池汽车混合动力构型 21
1.9 本书的安排 24
参考文献 26
第二章 具有自修复功能的推力矢量飞行器自适应飞控系统建模 28
2.1 系统功能 28
2.2 系统结构 28
2.2.1 驾驶指令输入模块CIM 29
2.2.2 在线控制器设计模块OCD 30
2.2.3 飞行器传感器测量处理模块SMD 30
2.2.4 线参数辨识模块OPI 31
2.2.5 故障检测和诊断模块FDI 31
2.2.6 其他模块 32
2.3 系统硬件和软件配置方案 33
2.4 推力矢量飞行器的非线性运动 35
2.4.1 飞行器运动坐标系 35
2.4.2 推力矢量及其简化形式 35
2.4.3 气动力和力矩 36
2.4.4 常规舵面与矢量推力产生的合力矩 37
2.4.5 推力矢量飞行器非线性微分运动方程 37
2.5 带有舵面损伤故障的飞行器非线性气动模型 39
2.5.1 无故障飞行器非线性气动模型表达式 39
2.5.2 舵面损伤系数k％的数学模型 40
2.6 发动机模型 44
2.7 飞行器的作动器模型 45
2.8 飞行器的传感器模型 45
2.9 龙格库塔数值积分方法 46
参考文献 47
第三章 推力矢量飞行器重构自适应控制 49
3.1 故障重构控制技术发展 49
3.2 故障重构控制方法及方案 50
3.3 逐点线性化后退区间优化控制 56
3.3.1 最优二次型控制 56
3.3.2 后退区间优化控制 57
3.3.3 逐点线性化 59
3.3.4 逐点线性化后退区间优化控制稳定性和鲁棒性分析 62
3.4 飞行器非线性运动方程逐点线性化 68
3.4.1 故障和无故障条件下包含推力矢量的飞行器非线性运动方程 68
3.4.2 飞行器运动方程非线性项的逐点线性化 73
3.4.3 飞行器非线性运动方程逐点线性化后的线性方程 80
3.5 飞行器增广运动方程模型 87
3.5.1 作动器模型 87
3.5.2 包含作动器模型的飞行器增广运动方程模型 88
3.6 状态预测模型 90
3.6.1 模型跟随方法 90
3.6.2 跟随模型 91
3.6.3 模型预测与飞行器运动方程联合增广形式 92
3.7 RHO优化控制解法 94
3.7.1 最优控制性能二次型指标 94
3.7.2 RHO控制RICCATI方程 100
参考文献 103
第四章 实时飞行参数辨识 106
4.1 概述 106
4.2 自适应飞行控制系统辨识模型 107
4.3 稳定最小二乘辨识算法 110
4.3.1 最小二乘辨识算法及性质 110
4.3.2 最小二乘算法收敛性和稳定性 113
4.3.3 稳定最小二乘算法定义 116
4.3.4 稳定最小二乘算法性质 117
4.4 改进序列加权最小二乘辨识 122
4.4.1 改进序列加权最小二乘辨识算法 122
4.4.2 MSLS算法限制参数选取 125
4.4.3 MSLS辨识算法稳定性和收敛性分析 127
4.5 辨识过程中激励信号处理 130
4.5.1 数字滤波 130
4.5.2 飞行器故障情况下激励弱信号处理 131
4.6 总结 132
参考文献 132
第五章 舵面故障检测隔离技术 134
5.1 飞控系统故障检测和诊断技术方法 134
5.1.1 基于数学模型方法 134
5.1.2 基于输入输出信号处理的方法 136
5.1.3 基于人工智能的故障检测和诊断 136
5.1.4 多模型匹配方法 138
5.1.5 综合诊断技术 139
5.2 舵面损伤故障检测隔离方法 141
5.2.1 全局检测残差产生 142
5.2.2 全局检测残差的故障值 147
5.3 舵面故障残差统计概率检测 149
5.3.1 二元假设检测 149
5.3.2 传感器信息融合 153
5.3.3 舵面损伤故障残差判决 155
5.4 结论 164
参考文献 165
第六章 综合仿真与分析 167
6.1 低空亚音速情况下升降舵完全失效 167
6.1.1 仿真条件和目的 167
6.1.2 间接自适应飞行控制 168
6.1.3 故障检测隔离 173
6.1.4 MSLS辨识 176
6.1.5 结论 179
6.2 中空超低速情况下左升降舵损伤50％ 180
6.2.1 仿真条件 180
6.2.2 间接自适应飞行控制 180
6.2.3 故障检测隔离结果 183
6.2.4 辨识仿真结果 185
6.2.5 仿真结论 189
6.3 结论 189
参考文献 190
第七章 多操纵面气动布局舵面配置 192
7.1 研究背景 192
7.2 多操纵面气动布局舵面配置的基本概念 193
7.3 操纵效能与控制冗余指标 194
7.3.1 舵面配置系统模型 194
7.3.2 基于故障舵面进行重构控制的概念 195
7.3.3 控制效能的定义 196
7.3.4 操纵效能算法 197
7.4 操纵效能算例 200
7.4.1 飞行器舵面配置方案 200
7.4.2 除方向舵以外独立舵面配置的操纵效能 201
7.4.3 V型垂尾布局各种舵面配置的操纵效能 206
7.5 本章总结 208
参考文献 209
第八章 燃料电池混合动力系统客车 211
8.1 燃料电池混合动力系统性能考核 211
8.1.1 试验目标 211
8.1.2 测试环境 211
8.1.3 燃料电池混合动力系统构成 214
8.1.4 整车控制算法 217
8.1.5 试验考核结果和分析 222
8.2 燃料电池整车性能 227
8.2.1 燃料电池整车混合动力系统的匹配 227
8.2.2 整车控制算法 228
8.3 小结 236
参考文献 236
第九章 燃料电池能量管理策略 238
9.1 燃料电池能量管理研究现状 238
9.2 燃料电池混合动力汽车仿真数据与模型 240
9.3 恒压控制 241
9.3.1 恒压控制算法 241
9.3.2 恒压控制仿真 243
9.4 功率跟随能量控制 247
9.4.1 SOC恒定的功率跟随控制算法 247
9.4.2 功率跟随控制仿真 249
9.5 恒温功率控制 255
9.5.1 恒温功率控制原理 255
9.5.2 恒温功率控制仿真 256
9.6 混合遗传模拟退火能量优化控制 260
9.6.1 能量优化分配策略模块 260
9.6.2 目标函数 260
9.6.3 混合遗传退火算法优化 266
9.6.4 混合遗传模拟退火算法对目标函数的优化MAP图 272
9.6.5 能量优化分配策略仿真 274
9.7 结论 279
参考文献 280