基于dSPACE的無(wú)人機(jī)舵機(jī)故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無(wú)人機(jī)因?yàn)槠涑杀镜汀⒖煽啃愿?、機(jī)動(dòng)性能好等優(yōu)點(diǎn)不但在軍事領(lǐng)域受到重視，而且被廣泛應(yīng)用到了民用領(lǐng)域中。隨著通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展和完善，民用無(wú)人機(jī)也有了日新月異的進(jìn)步。舵機(jī)系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)姿態(tài)控制的核心裝置，飛控計(jì)算機(jī)通過(guò)舵機(jī)來(lái)控制無(wú)人機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)向、俯仰、起降等重要?jiǎng)幼?。?dāng)舵機(jī)發(fā)生故障時(shí)，無(wú)人機(jī)就會(huì)失控，進(jìn)而導(dǎo)致撞機(jī)、墜毀或偏離預(yù)定航線(xiàn)，所以，對(duì)舵機(jī)系統(tǒng)的故障診斷方法進(jìn)行研究有助于提升無(wú)人機(jī)的控制性能，同時(shí)也能減少無(wú)人機(jī)維護(hù)、開(kāi)發(fā)的成本。

2、
　　面向無(wú)人機(jī)電動(dòng)舵機(jī)的故障檢測(cè)需求，研發(fā)出一套基于 dSPACE的無(wú)人機(jī)舵機(jī)地面故障診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)參數(shù)未知的無(wú)人機(jī)電動(dòng)舵機(jī)的故障診斷?；趯?duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究成果的調(diào)研，立足于已有的研究基礎(chǔ)，構(gòu)建了系統(tǒng)的總體方案：
　　針對(duì)參數(shù)未知的電動(dòng)舵機(jī)，研究卡爾曼濾波器和頻響模型等兩種故障觀測(cè)器的搭建方法，利用 dSPACE的半實(shí)物仿真功能，將搭建的觀測(cè)器模型與舵機(jī)實(shí)物回路無(wú)縫連接，實(shí)現(xiàn)未知參數(shù)電動(dòng)舵機(jī)的故障在線(xiàn)監(jiān)測(cè)

3、以及故障分析。
　　在故障監(jiān)測(cè)方面，對(duì)于參數(shù)未知的舵機(jī)系統(tǒng)，為了搭建能夠正確預(yù)測(cè)其輸出的故障觀測(cè)器，提出使用系統(tǒng)辨識(shí)的方法得到其狀態(tài)方程參數(shù)和頻率響應(yīng)模型，并基于正常舵機(jī)的狀態(tài)方程參數(shù)搭建卡爾曼濾波器，利用觀測(cè)器的輸出與實(shí)際輸出構(gòu)建故障殘差，當(dāng)殘差值超過(guò)設(shè)定的故障閾值時(shí)，判斷舵機(jī)發(fā)生了故障。
　　在故障分析方面，針對(duì)舵機(jī)的故障分離和故障估計(jì)的問(wèn)題，建立舵機(jī)故障分離邏輯表，對(duì)舵機(jī)的完全故障分離情況進(jìn)行討論，估計(jì)其故障參數(shù)，以此