基于dSPACE的無人機舵機故障診斷系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、無人機因為其成本低、可靠性高、機動性能好等優(yōu)點不但在軍事領域受到重視，而且被廣泛應用到了民用領域中。隨著通信技術和自動控制技術的發(fā)展和完善，民用無人機也有了日新月異的進步。舵機系統(tǒng)是無人機姿態(tài)控制的核心裝置，飛控計算機通過舵機來控制無人機進行轉向、俯仰、起降等重要動作。當舵機發(fā)生故障時，無人機就會失控，進而導致撞機、墜毀或偏離預定航線，所以，對舵機系統(tǒng)的故障診斷方法進行研究有助于提升無人機的控制性能，同時也能減少無人機維護、開發(fā)的成本。

2、
　　面向無人機電動舵機的故障檢測需求，研發(fā)出一套基于 dSPACE的無人機舵機地面故障診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)的目標是實現(xiàn)參數(shù)未知的無人機電動舵機的故障診斷?；趯鴥韧庀嚓P領域研究成果的調研，立足于已有的研究基礎，構建了系統(tǒng)的總體方案：
　　針對參數(shù)未知的電動舵機，研究卡爾曼濾波器和頻響模型等兩種故障觀測器的搭建方法，利用 dSPACE的半實物仿真功能，將搭建的觀測器模型與舵機實物回路無縫連接，實現(xiàn)未知參數(shù)電動舵機的故障在線監(jiān)測

3、以及故障分析。
　　在故障監(jiān)測方面，對于參數(shù)未知的舵機系統(tǒng)，為了搭建能夠正確預測其輸出的故障觀測器，提出使用系統(tǒng)辨識的方法得到其狀態(tài)方程參數(shù)和頻率響應模型，并基于正常舵機的狀態(tài)方程參數(shù)搭建卡爾曼濾波器，利用觀測器的輸出與實際輸出構建故障殘差，當殘差值超過設定的故障閾值時，判斷舵機發(fā)生了故障。
　　在故障分析方面，針對舵機的故障分離和故障估計的問題，建立舵機故障分離邏輯表，對舵機的完全故障分離情況進行討論，估計其故障參數(shù)，以此