本项目围绕三旋翼无人机发生执行机构故障时如何维持安全可控这一问题，重点研究故障在线诊断、自旋着陆轨迹优化和容错跟踪控制等内容。从机理建模角度分析执行机构故障对无人机动力学特性的影响，建立故障动力学模型。考虑未知时变扰动和建模不确定性，设计基于观测器和数据驱动技术的混合型故障在线诊断方法。针对故障发生时三旋翼无人机处于悬停和前飞两种不同初始状态的情况，研究水平速度和垂直速度的变化规律，确定目标函数和约束条件，设计旋转着陆轨迹优化策略。分析无人机执行机构故障下的可控性，综合考虑下滑、改平、触地等不同着陆阶段的约束条件，设计基于终端滑模的快速鲁棒自适应容错跟踪控制算法。基于Lyapunov理论进行稳定性分析，设计“硬件在环仿真-全自由度实验”进行飞行实验验证。本项目的研究内容是无人机领域的前沿基础科学问题，在理论分析和技术实现上具有一定的复杂性和创新性，对提高无人机飞行安全具有一定的促进作用