基于Pixhawk的多旋翼飛行器故障診斷系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、多旋翼飛行器工作環(huán)境在高空，一旦某個模塊發(fā)生故障，往往會導致整個系統(tǒng)的狀態(tài)出現(xiàn)紊亂，有必要引入監(jiān)測機制區(qū)分系統(tǒng)是正常運行還是發(fā)生故障。本文基于Pixhawk設(shè)計了多旋翼飛行器的故障診斷，主要做了以下工作:
　　首先，設(shè)計了多旋翼故障診斷系統(tǒng)的硬件平臺。選擇3D Robotics旗下的開源飛控Pixhawk作為本研究的多旋翼飛控實踐平臺，配備合適的GPS、電機、電調(diào)等配件，搭建了一個具備穩(wěn)定懸停和自主飛行功能的四旋翼飛行器硬件平臺并

2、分析各模塊可能發(fā)生的故障，同時使用QGC地面監(jiān)控站和TeraTerm串口調(diào)試環(huán)境協(xié)助進行故障診斷。
　　其后，設(shè)計了多旋翼故障診斷系統(tǒng)的軟件平臺。在Pixhawk工程軟件架構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計添加新的信息主題到信息隊列，添加新的故障診斷程序到操作系統(tǒng)，順利經(jīng)過編譯、燒寫、運行，滿足二次開發(fā)條件。
　　再后，對故障診斷方法進行分析。采取基于特征匹配的故障診斷方法，基于卡爾曼濾波獲取飛行器的狀態(tài)信息，分析卡爾曼濾波后的信號，依據(jù)不同故

3、障信號的不同特征進行故障識別，將可能檢測到的故障信號分為不同種類，以便針對性地進行故障處理。
　　最后，進行飛控系統(tǒng)的故障診斷實驗。針對幾種常見的故障設(shè)計故障注入、故障檢測、故障隔離、故障識別與報警等一體化故障診斷方法，在實際的飛控平臺下驗證了故障診斷效果。
　　本文基于實物平臺，基于卡爾曼濾波和信號分析特征匹配的方法，修改開源飛控代碼，研究多旋翼飛行器故障診斷的實際效果，具有較強的工程實踐意義，為進一步研究容錯控制提供了堅