無人機故障預(yù)測與健康管理技術(shù)研究.pdf

1、隨著無人機技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代無人機系統(tǒng)機載設(shè)備日趨復(fù)雜，對故障診斷和維護方式提出了新的挑戰(zhàn)。故障預(yù)測與健康管理技術(shù)能夠?qū)o人機進行全面的健康狀態(tài)監(jiān)測，對提高無人機安全性能、維修保障效率，降低壽命周期費用將起到重要作用。因此研究無人機的故障預(yù)測與健康管理技術(shù)(PHM)對無人機的發(fā)展具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
　　 本文研究無人機PHM技術(shù)的核心部分-狀態(tài)監(jiān)控與故障預(yù)測系統(tǒng)，其中故障預(yù)測技術(shù)是該研究的重中之重?？紤]無人機系統(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，來逼近系統(tǒng)數(shù)據(jù)中所隱含的故障映射機制，進行故障預(yù)測，為系統(tǒng)維護和實時的指揮輔助決策提供依據(jù)。無人機是一個異常復(fù)雜的系統(tǒng)，其中最重要的莫過于動力系統(tǒng)和航跡系統(tǒng)。選用這兩個系統(tǒng)作為研究對象，主要對以下的四個方面進行了研究：1)基于無人機高空飛行的數(shù)據(jù)，在對無人機航空活塞發(fā)動機的關(guān)鍵參數(shù)建模后，選用粒子濾波方法其進行了故障預(yù)測；2)基于發(fā)動機起動試驗的數(shù)據(jù)，在對渦噴發(fā)動機

3、起動過程關(guān)鍵參數(shù)建模的基礎(chǔ)上，用粒子濾波進行故障預(yù)測；3)基于無人機高空飛行的數(shù)據(jù)，在對無人機航跡影響明顯的姿態(tài)角建模的基礎(chǔ)上，運用粒子濾波間接實現(xiàn)了無人機航跡的預(yù)測。4)將故障預(yù)測與狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用到無人機地面控制站的輔助決策系統(tǒng)，驗證該方法的適用性。
　　 通過與無人機飛行的真實值比較，本文所運用的基于粒子濾波算法的故障預(yù)測方法得到的預(yù)測值能很好的擬合各參數(shù)的真實走向。在無人機實際飛行中，將該研究應(yīng)用于無人機的輔助決策系統(tǒng)，