無(wú)人機(jī)故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)研究.pdf

1、隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代無(wú)人機(jī)系統(tǒng)機(jī)載設(shè)備日趨復(fù)雜，對(duì)故障診斷和維護(hù)方式提出了新的挑戰(zhàn)。故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)能夠?qū)o(wú)人機(jī)進(jìn)行全面的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)提高無(wú)人機(jī)安全性能、維修保障效率，降低壽命周期費(fèi)用將起到重要作用。因此研究無(wú)人機(jī)的故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)(PHM)對(duì)無(wú)人機(jī)的發(fā)展具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　 本文研究無(wú)人機(jī)PHM技術(shù)的核心部分-狀態(tài)監(jiān)控與故障預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其中故障預(yù)測(cè)技術(shù)是該研究的重中之重?？紤]無(wú)人機(jī)系統(tǒng)輸入/

2、輸出響應(yīng)模型的非線性和多參數(shù)，選擇不受線性和高斯分布限制的粒子濾波算法，來(lái)逼近系統(tǒng)數(shù)據(jù)中所隱含的故障映射機(jī)制，進(jìn)行故障預(yù)測(cè)，為系統(tǒng)維護(hù)和實(shí)時(shí)的指揮輔助決策提供依據(jù)。無(wú)人機(jī)是一個(gè)異常復(fù)雜的系統(tǒng)，其中最重要的莫過(guò)于動(dòng)力系統(tǒng)和航跡系統(tǒng)。選用這兩個(gè)系統(tǒng)作為研究對(duì)象，主要對(duì)以下的四個(gè)方面進(jìn)行了研究：1)基于無(wú)人機(jī)高空飛行的數(shù)據(jù)，在對(duì)無(wú)人機(jī)航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵參數(shù)建模后，選用粒子濾波方法其進(jìn)行了故障預(yù)測(cè)；2)基于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，在對(duì)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)

3、起動(dòng)過(guò)程關(guān)鍵參數(shù)建模的基礎(chǔ)上，用粒子濾波進(jìn)行故障預(yù)測(cè)；3)基于無(wú)人機(jī)高空飛行的數(shù)據(jù)，在對(duì)無(wú)人機(jī)航跡影響明顯的姿態(tài)角建模的基礎(chǔ)上，運(yùn)用粒子濾波間接實(shí)現(xiàn)了無(wú)人機(jī)航跡的預(yù)測(cè)。4)將故障預(yù)測(cè)與狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用到無(wú)人機(jī)地面控制站的輔助決策系統(tǒng)，驗(yàn)證該方法的適用性。
　　 通過(guò)與無(wú)人機(jī)飛行的真實(shí)值比較，本文所運(yùn)用的基于粒子濾波算法的故障預(yù)測(cè)方法得到的預(yù)測(cè)值能很好的擬合各參數(shù)的真實(shí)走向。在無(wú)人機(jī)實(shí)際飛行中，將該研究應(yīng)用于無(wú)人機(jī)的輔助決策系統(tǒng)，