对六旋翼无人机(UAV)飞行姿态的鲁棒容错控制问题进行了研究,提出了一种不依赖故障诊断模块的自适应滑模容错控制方法。建立了能描述无人机电机卡死和失效两种故障类型的数学模型,在自适应滑模控制器中设计自适应机制,可在线估计故障和干扰信息,不需要额外设计观测器;利用Lyapunov理论对容错系统的稳定性进行分析,并通过仿真实验验证了自适应滑模容错控制方法的有效性。

发动机转矩不足、不出转矩等发动机转矩故障可造成车辆驱动能力急剧恶化,有必要对其实施诊断并妥善处理。针对功率分流式混合动力汽车,提出基于行星齿轮转矩平衡数学模型的诊断方法,并提出了分级容错控制策略,最后对诊断及容错控制策略进行了仿真验证。结果表明,该控制策略能够在预期的时间内诊断出故障,并能够进行妥善处理。

分布式电动车是一种由轮毂电机驱动的新型车辆。针对其驱动系统部分失效的情况下车辆发生跑偏等的问题,设计了一种基于滑模变结构控制的被动容错控制方法,该控制方法不需要精确的故障估计信息便能够对车辆进行有效控制。首先,讨论了可能发生的失效,建立了所需的车辆模型。而后,使用二自由度车辆模型作为参考模型,建立了基于横摆角速度、质心侧偏角的协调控制滑膜变结构容错控制器,并对收敛性进行了讨论。最后,使用NI-PXI硬件在环测试设备进行试验,以检验所设计控制器的性能。结果表明,所设计控制策略能够改善故障车辆性能。

半主动悬架可以自适应调节阻尼器的阻尼力,具有良好的可控性。针对半主动悬架的增益故障,提出了基于自适应模糊控制的汽车半主动悬架容错控制。在分析汽车半主动悬架阻尼器输入输出特性的基础上,建立了阻尼器发生增益故障时的故障悬架模型,设计了未知输入观测器对阻尼器增益故障进行故障诊断。基于自适应模糊控制对汽车半主动悬架系统阻尼器增益故障设计容错控制器,在C级随机路面下进行容错控制的Matlab/Simulink软件仿真,结果表明自适应模糊容错控制的控制效果要优于无容错控制。