基于应激机制的飞行器容错控制方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及飞行器控制，尤其涉及一种基于应激机制的飞行器容错控制方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、多旋翼飞行器在巡察、高风险环境作业（如火山采样、核辐射探测）以及竞速飞行等场景中应用广泛。然而，在这些恶劣或高动态环境中，飞行器的电机或桨叶极易因碰撞、过载或老化发生不可逆故障（如电机烧毁、桨叶断裂）。

2、传统的容错控制（fault-tolerant control,ftc）思维是在故障后尽量维持原构型。例如：当六旋翼飞行器的一个电机失效时，传统方法是通过切断该电机及其对称电机的电源，并调整剩余四个电机的转速来维持飞行。然而，这种方法存在致命缺陷：失效的机臂和停转的桨叶仍然物理附着在机体上，不仅增加了无用的死重，更严重的是，在飞行过程中会产生巨大的不对称气动阻力和扰动，导致剩余电机的效率急剧下降，控制模型呈现高度非线性，极易在阵风干扰下彻底失控坠毁。

3、另外，传统的故障诊断算法（如基于复杂观测器的算法）收敛时间长（数秒级），在飞行器发生严重故障（如桨叶断裂）时，往往在算法收敛前飞行器已经坠毁。

技术实现思路

1、鉴于以上内容，有必要提供一种基于应激机制的飞行器容错控制方法、装置、设备及介质，旨在解决飞行器故障诊断耗时长且容易失控的问题。

2、一种基于应激机制的飞行器容错控制方法，应用于目标飞行器，所述目标飞行器的机臂根部配置有机电结合的可解锁接头；所述基于应激机制的飞行器容错控制方法包括：

3、响应于对所述目标飞行器的容错控制指令，当检测到所述目标飞行器发生预设故障时，对所述目标飞行器执行抛射；

4、在执行抛射时，采用重心主动补偿机制同步对所述目标飞行器进行重心补偿；

5、在完成抛射后，对所述目标飞行器执行物理构型降阶后的控制律重构；

6、在完成重构后，对所述目标飞行器执行可控性验证，得到可控性验证结果；

7、当所述可控性验证结果显示所述目标飞行器可控时，控制所述目标飞行器继续执行飞行任务。

8、一种基于应激机制的飞行器容错控制装置，运行于目标飞行器，所述目标飞行器的机臂根部配置有机电结合的可解锁接头；所述基于应激机制的飞行器容错控制装置包括：

9、抛射单元，用于响应于对所述目标飞行器的容错控制指令，当检测到所述目标飞行器发生预设故障时，对所述目标飞行器执行抛射；

10、补偿单元，用于在执行抛射时，采用重心主动补偿机制同步对所述目标飞行器进行重心补偿；

11、重构单元，用于在完成抛射后，对所述目标飞行器执行物理构型降阶后的控制律重构；

12、验证单元，用于在完成重构后，对所述目标飞行器执行可控性验证，得到可控性验证结果；

13、执行单元，用于当所述可控性验证结果显示所述目标飞行器可控时，控制所述目标飞行器继续执行飞行任务。

14、一种计算机设备，所述计算机设备包括：

15、存储器，存储至少一个指令；及处理器，执行所述存储器中存储的指令以实现所述基于应激机制的飞行器容错控制方法。

16、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令，所述至少一个指令被计算机设备中的处理器执行以实现所述基于应激机制的飞行器容错控制方法。

17、由以上技术方案可以看出，一方面，根据实时采集的传感器数据进行故障诊断，能够提高诊断的实时性；一方面，目标飞行器的机臂根部配置有机电结合的可解锁接头，当故障诊断结果为预设故障时对目标飞行器执行抛射，避免失效机臂附着在机体上产生巨大的不对称气动阻力和死重，而导致剩余电机效率急剧下降，飞行器容易失控；一方面，在执行抛射时，采用重心主动补偿机制同步对目标飞行器进行重心补偿，避免飞行器重心严重偏移及推力不平衡；另一方面，在完成抛射后，对目标飞行器执行物理构型降阶后的控制律重构，以避免由于抛射导致姿态控制器失效。

1.一种基于应激机制的飞行器容错控制方法，其特征在于，应用于目标飞行器，所述目标飞行器的机臂根部配置有机电结合的可解锁接头；所述基于应激机制的飞行器容错控制方法包括：

2.如权利要求1所述的基于应激机制的飞行器容错控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.如权利要求2所述的基于应激机制的飞行器容错控制方法，其特征在于，所述根据所述当前转速及所述当前电流检测故障类型包括：

4.如权利要求3所述的基于应激机制的飞行器容错控制方法，其特征在于，所述当检测到所述目标飞行器发生预设故障时，对所述目标飞行器执行抛射包括：

5.如权利要求1所述的基于应激机制的飞行器容错控制方法，其特征在于，所述采用重心主动补偿机制同步对所述目标飞行器进行重心补偿包括：

6.如权利要求1所述的基于应激机制的飞行器容错控制方法，其特征在于，所述对所述目标飞行器执行物理构型降阶后的控制律重构包括：

7.如权利要求1所述的基于应激机制的飞行器容错控制方法，其特征在于，所述对所述目标飞行器执行可控性验证，得到可控性验证结果后，所述方法还包括：

8.一种基于应激机制的飞行器容错控制装置，其特征在于，运行于目标飞行器，所述目标飞行器的机臂根部配置有机电结合的可解锁接头；所述基于应激机制的飞行器容错控制装置包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令，所述至少一个指令被计算机设备中的处理器执行以实现如权利要求1至7中任意一项所述的基于应激机制的飞行器容错控制方法。