A Stochastic Compound Failure Model for Testing Resilience of Autonomous Fixed-Wing Aircraft I: Formulation and Simulation

要約

この論文では、固定翼の自律航空機システムのアクチュエーターに対する不利な (失敗した) 飛行条件の影響を動的にエミュレートするマルコフ連鎖モデルを紹介します。
これは、飛行機のアクチュエーター ミキサーへの姿勢制御入力を混乱させる PX4 オートパイロット フライト スタック モジュールを実装しています。
このアプローチを固定翼自律航空機のシミュレーションに適用して、さまざまな回転半径での確率的複合故障に対するコントローラーの応答をテストします。
ターゲット飛行経路とシミュレートされた飛行経路との差異の統計的測定は、適切に調整された PID コントローラーが、カスケード、複合、過渡故障状況においても適応制御との競争力を維持できることを実証しています。

要約(オリジナル)

This paper presents a Markov chain model to dynamically emulate the effects of adverse (failure) flight conditions on fixed-wing, autonomous aircraft system actuators. It implements a PX4 Autopilot flight stack module that perturbs the attitude control inputs to the plane’s actuator mixer. We apply this approach in simulation on a fixed-wing autonomous aircraft to test the controller response to stochastic compound failures on a range of turning radii. Statistical measures of the differences between target and simulated flight paths demonstrate that a well-tuned PID controller remains competitive with adaptive control in a cascading, compound, transient failure regime.

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