基于中心对称多胞体的四旋翼无人机执行器故障检测

杨雨薇，胡 陟，章 伟

(上海工程技术大学 机械与汽车工程学院，上海201620)

0 引 言

近年来，四旋翼无人机由于其体积小、机动性强、具有灵活性等特点，得到了研究者们的广泛关注和研究，无人机的诸多性能指标飞速提高，控制技术得到极大的发展，其在军事和民用领域发展十分迅速。在日常的生活中如航拍、空中载物、侦察监测等各个方面逐步普及［1］。由于无人机内部结构精细，同时存在机载环境的温度变化，机械振动等客观因素，无人机较易发生损伤或失效，导致系统出现故障［2］。为了更大范围的降低损失，快速检测判断无人机是否发生故障，保证系统安全性尤为重要［3］。

无人机故障通常分为执行器故障与传感器故障。目前为止，对具有执行器故障系统的研究和四旋翼无人机执行器故障问题有很好的借鉴意义。Chadli等人设计了H／H∞观测器对故障进行观测［4］；为了提高观测器对噪声和干扰的鲁棒性，汤文涛、胡志坤等人通过设计未知输入观测器对干扰和噪声进行解耦，实现了故障检测与分离［5］；王振华等人通过将故障视为辅助状态向量来构造增强系统，基于增强系统设计观测器，解决了离散线性系统描述符系统的执行器故障估计问题［6］；叶慧等人采用小波变换，不依赖系统模型，提高了故障的可分离性［7］；宫勋等针对四旋翼无人机可能存在执行器故障的情况，使用并行降维观测器构建检测与重构算法，有效地实现对执行器故障的检测并将出现故障的执行器进行隔离，此外该控制算法的应用可以有效地抑制扰动［8］；……