Observador de modo deslizante basado en fallas atascadas y detección de fallas parciales de pérdida de efectividad (PLOE) de vehículos de vuelo hipersónico
Autores: Hu, Changhua; Liu, Meijie; Li, Hongzeng; Hu, Xiaoxiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Observador de modo deslizante basado en fallas atascadas y detección de fallas parciales de pérdida de efectividad (PLOE) de vehículos de vuelo hipersónico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Seguridad
Fiabilidad
Vehículo de vuelo hipersónico
Detección de fallas
Observador de modo deslizante
Actuador
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Para mejorar la seguridad y confiabilidad del vehículo de vuelo hipersónico, en este documento se aplica un esquema de detección de fallas basado en un observador de modo deslizante para abordar el problema de detección de fallas del actuador, incluida la detección de fallas atascadas y la detección de fallas PLOE. Se deriva primero un modelo lineal dinámico con incertidumbre del modelo original no lineal del vehículo de vuelo hipersónico mediante el enfoque de linealización de Taylor en el punto de equilibrio. En segundo lugar, se construye el modelo de falla del actuador, reflejando fallas atascadas y fallas PLOE. Luego, se desarrolla un observador de detección de fallas basado en modo deslizante, considerando la descomposición del sistema, basado en el modelo linealizado del vehículo de vuelo hipersónico. Por último, el observador de modo deslizante diseñado se aplica al vehículo de vuelo hipersónico no lineal original para la detección de fallas de actuador de entrada única y único estilo. Los resultados de la simulación muestran que las fallas atascadas y las fallas PLOE de gran proporción pueden ser detectadas de manera oportuna y precisa en el momento de la falla, y la falla del actuador atascado desde la entrada 3 puede causar un impacto mortal en el vehículo de vuelo hipersónico, lo cual merece mucha más atención que las fallas del actuador de las otras tres entradas. Mientras tanto, la detección de una pequeña proporción de fallas PLOE encuentra algunas dificultades y necesita atención especial e investigación adicional.
Descripción
Para mejorar la seguridad y confiabilidad del vehículo de vuelo hipersónico, en este documento se aplica un esquema de detección de fallas basado en un observador de modo deslizante para abordar el problema de detección de fallas del actuador, incluida la detección de fallas atascadas y la detección de fallas PLOE. Se deriva primero un modelo lineal dinámico con incertidumbre del modelo original no lineal del vehículo de vuelo hipersónico mediante el enfoque de linealización de Taylor en el punto de equilibrio. En segundo lugar, se construye el modelo de falla del actuador, reflejando fallas atascadas y fallas PLOE. Luego, se desarrolla un observador de detección de fallas basado en modo deslizante, considerando la descomposición del sistema, basado en el modelo linealizado del vehículo de vuelo hipersónico. Por último, el observador de modo deslizante diseñado se aplica al vehículo de vuelo hipersónico no lineal original para la detección de fallas de actuador de entrada única y único estilo. Los resultados de la simulación muestran que las fallas atascadas y las fallas PLOE de gran proporción pueden ser detectadas de manera oportuna y precisa en el momento de la falla, y la falla del actuador atascado desde la entrada 3 puede causar un impacto mortal en el vehículo de vuelo hipersónico, lo cual merece mucha más atención que las fallas del actuador de las otras tres entradas. Mientras tanto, la detección de una pequeña proporción de fallas PLOE encuentra algunas dificultades y necesita atención especial e investigación adicional.