直升机飞行控制系统是直升机的重要组成部分,对于直升机的飞行性能和安全性起着非常重要的作用。直升机在飞行过程中会不可避免地会受到外界扰动、执行机构故障等不确定性因素影响。这些不确定性因素会直接影响直升机的飞行性能和安全性能,严重时可能会导致飞行事故。因此研究直升机飞行控制系统故障诊断与容错控制具有重要意义。在直升机正常情况下能保证其具有最优的性能指标;在直升机执行机构发生故障时,仍然具有一定的稳定性能并可以继续执行飞行任务并安全返航。为此,本文以直升机为研究对象,以线性矩阵不等式(LinearMatrixInequalities,LMIs)方法为基础,利用线性参数变化(LinearParameter-Varying,LPV)技术,对直升机LPV控制系统进行故障诊断与容错控制问题研究。　　 首先,介绍了故障诊断和容错控制的发展和现状,阐述并提出基于LPV模型的直升机故障诊断问题。接着介绍了直升机运动的基础知识,分析并建立了执行器故障模型；同时,概述了LPV系统理论和研究方法,并给出了LPV系统状态反馈控制器的设计方法,为后续的故障诊断与容错控制研究建立基础。　　 其次,针对一类LPV控制系统的执行器故障,提出了一种基于自适应观测器的故障诊断设计方法。采用LPV凸多面体结构设计自适应观测器,并将参数的求解转化为LMIs约束下的凸优化问题。同时,将方法与采用经典自适应估计算法设计进行比较,仿真结果表明提出的算法可以快速、有效地诊断并估计出执行器定值和时变故障。　　 再次,在故障诊断的基础上,利用故障估计信息,提出了基于动态输出反馈的容错控制器设计方法以恢复系统性能。该控制器不仅能够对于故障产生的影响进行有效补偿,而且可以使故障补偿后残差具有鲁棒H∞性能。　　 然后,将本文所提基于LPV系统的自适应故障诊断方法推广到一类具有外部扰动不确定控制系统。为了降低扰动对故障估计的影响,引入鲁棒H∞性能来设计LPV自适应观测器和故障估计算法。仿真结果表明所提算法能够有效抑制外部扰动对故障估计的影响。　　 最后,将本文提出的基于LPV控制系统的自适应故障诊断与容错控制方法应用于三自由度直升机物理飞行控制系统实验平台。针对三自由度直升机模型,设计故障诊断与故障调节模块,MATLAB数字仿真达到了满意的效果；然后,将这两个模块应用于仿真实验,实验结果表明该模块可以使得直升机执行器发生故障后,在可以接受的时间内恢复系统的性能。