基于Pixhawk的多旋翼飛行器故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、多旋翼飛行器工作環(huán)境在高空，一旦某個(gè)模塊發(fā)生故障，往往會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)出現(xiàn)紊亂，有必要引入監(jiān)測(cè)機(jī)制區(qū)分系統(tǒng)是正常運(yùn)行還是發(fā)生故障。本文基于Pixhawk設(shè)計(jì)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(jì)了多旋翼故障診斷系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。選擇3D Robotics旗下的開源飛控Pixhawk作為本研究的多旋翼飛控實(shí)踐平臺(tái)，配備合適的GPS、電機(jī)、電調(diào)等配件，搭建了一個(gè)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(tái)并

2、分析各模塊可能發(fā)生的故障，同時(shí)使用QGC地面監(jiān)控站和TeraTerm串口調(diào)試環(huán)境協(xié)助進(jìn)行故障診斷。
　　其后，設(shè)計(jì)了多旋翼故障診斷系統(tǒng)的軟件平臺(tái)。在Pixhawk工程軟件架構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)添加新的信息主題到信息隊(duì)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(yùn)行，滿足二次開發(fā)條件。
　　再后，對(duì)故障診斷方法進(jìn)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(hào)，依據(jù)不同故

3、障信號(hào)的不同特征進(jìn)行故障識(shí)別，將可能檢測(cè)到的故障信號(hào)分為不同種類，以便針對(duì)性地進(jìn)行故障處理。
　　最后，進(jìn)行飛控系統(tǒng)的故障診斷實(shí)驗(yàn)。針對(duì)幾種常見的故障設(shè)計(jì)故障注入、故障檢測(cè)、故障隔離、故障識(shí)別與報(bào)警等一體化故障診斷方法，在實(shí)際的飛控平臺(tái)下驗(yàn)證了故障診斷效果。
　　本文基于實(shí)物平臺(tái)，基于卡爾曼濾波和信號(hào)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(shí)際效果，具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐意義，為進(jìn)一步研究容錯(cuò)控制提供了堅(jiān)