[发明专利]针对长航时无人机的简易余度飞控系统故障重构方法

权利要求书

1.一种针对长航时无人机的简易余度飞控系统故障重构方法，所述的无人机飞控系统包括飞控计算机、传感器子系统、舵系统；所述的传感器子系统包括GPS、垂直陀螺、角速率陀螺、大气数据系统和无线电高度表；其特征在于步骤如下：

（1）在传感器子系统中增加磁航向仪、光纤陀螺；将GPS、垂直陀螺、角速率陀螺、大气数据系统和无线电高度表作为主传感器子系统，用于测量无人机的主导航信息；将磁航向仪、光纤陀螺以及GPS构成备份传感器子系统，用于测量无人机的备份导航信息；所述的导航信息包括无人机三轴位置、三轴姿态、三轴角速率、三轴速度四类信息；

（2）将主传感器子传感器和备份传感器子系统输出的同类信息进行比对，当单位时间内二者的偏差大于偏差门限值的次数大于次数门限值时，认为测量该类导航信息的传感器故障，转步骤（3）；否则，认为主、备份传感器子系统中的提供该类导航信息的传感器正常；

（3）根据主传感器子系统中正常的导航信息估算出现故障的那类导航信息，将估算的导航信息分别与主传感器子系统、备份传感器子系统的相应导航信息进行比对，认为偏差较小的传感器子系统正常，偏差较大的传感器子系统存在故障；

（4）飞控计算机利用正常的传感器测量信息生成舵系统的控制指令，驱动舵系统产生相应的舵面，实现无人机的飞行控制。

2.根据权利要求1所述的一种针对长航时无人机的简易余度飞控系统故障重构方法，其特征在于：所述步骤（3）中估算出现故障的那类导航信息当姿态正常但角速率异常时，估算的角速率公式如下：

ωz=τ1sτ1s+1θ]]>

其中，ω_z为俯仰角速率，θ为俯仰角，τ₁为俯仰角角回路时间常数，s为拉普拉斯算子；

当角速率正常但姿态异常时，估算的姿态公式如下：

θ=τ2τ2s+1ωz]]>

其中，τ₂为俯仰角速率回路时间常数；

当滚转角正常但偏航角速率异常时：

ωy=-gVtanγ]]>

其中，ω_y为偏航角速率，γ为滚转角，g为重力加速度。

当偏航角速率正常但偏航角异常时：

ψ=τ3τ3s+1ωy]]>

其中，ψ为偏航角，τ₃为偏航角速率回路时间常数；

当滚转角正常但滚转角速率异常时：

ωx=τ4sτ4s+1γ]]>

其中，ω_y为滚转角速率，τ₄为滚转角回路时间常数；

当滚转角速率正常但滚转角异常时：

γ=τ5τ5s+1ωx]]>

其中，τ₅为滚转角速率回路时间常数；

当纵向过载正常但飞行高度异常时：

H=1s2(ny-1)]]>

其中，H为高度，n_y为纵向过载。

当侧向过载正常但侧偏异常时：

z=1s2nz]]>

其中，z为侧偏，n_z为侧向过载。