電動舵機是無人機飛控系統(tǒng)的重要組成部分,負責控制無人機的飛行姿態(tài)與飛行軌跡,提高電動舵機的狀態(tài)監(jiān)測能力,對于保證無人機的安全可靠飛行至關(guān)重要。然而,由于受到無人機大小、重量、現(xiàn)有傳感器技術(shù)、運行裝機等因素的限制,可獲得的電動舵機機載狀態(tài)監(jiān)測參數(shù)較少,導致其運行條件下的狀態(tài)監(jiān)測并不充分,難以及時地表征和發(fā)現(xiàn)電動舵機運行過程中所發(fā)生的各種潛在故障。鑒于此,本文針對電動舵機故障表征能力和檢測能力不足的問題,開展面向無人機電動舵機運行狀態(tài)感知優(yōu)化設(shè)計的研究,對于提高電動舵機故障表征和狀態(tài)監(jiān)測能力,及時發(fā)現(xiàn)異常和潛在故障,提高電動舵機的運行可靠性具有重要價值。首先,針對電動舵機狀態(tài)監(jiān)測參數(shù)不足、故障表征能力不足的問題,開展基于監(jiān)測參數(shù)的電動舵機故障表征建模方法研究。通過了解電動舵機正常狀態(tài)下的工作原理及狀態(tài)監(jiān)測方法,對電動舵機常見故障模式、故障機理尤其各種故障所對應的特征參數(shù)進行分析,建立基于故障演化—測試二維相關(guān)矩陣的電動舵機故障表征模型,并結(jié)合布爾邏輯運算法則獲得滿足電動舵機故障表征的最小測試集,實現(xiàn)對傳感布置受限條件下電動舵機故障檢測、故障隔離和故障預測能力的表征。其次,針對由于傳感器測量... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

電動舵機實物圖

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文49上的分布，圖中只標出了其中一個面上的振動傳感器分布，圖3-3為將定子展開后全部28個振動傳感器分布的示意圖。計算電機轉(zhuǎn)子偏心故障下，各個傳感器所測振動信號與正常狀態(tài)下的K-L值，來定量評價該傳感器的故障檢測能力。由于電動舵機實測數(shù)據(jù)缺乏，本文通過電動舵機的故障仿真來生成故障數(shù)據(jù)，所得每個振動傳感器的K-L值如表3-5所示。圖3-2傳感器在電機上的分布圖3-3所有28個傳感器分布示意圖表3-5三種故障下各個振動傳感器的K-L值s1s2s3s4s5s6s7s8s9s10f1.320.724.043.862.723.024.743.791.032.27s11s12s13s14s15s16s17s18s19s20f12.510.972.420.330.221.514.224.082.863.69s21s22s23s24s25s26s27s28f14.633.144.72.422.480.451.080.25由表3-5可知，可選振動傳感器有28個，即{}1228S=s,s,,s，認為所有傳感器中，具有最大K-L值的傳感器的故障檢測能力為100%，以其K-L值的90%作為故障檢測閾值，即(||)4.23reqKLiNFDpp=。在確立了電動舵機傳感器優(yōu)化配置的目標函數(shù)與約束條件后，利用遺傳算法進行求解。設(shè)置初始種群規(guī)模為100，迭代次數(shù)為50，交叉概率0.95，變異概率0.3，所得滿足要求故障檢測閾值下的最優(yōu)傳感器組合為{}721S=s,s。

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文49上的分布，圖中只標出了其中一個面上的振動傳感器分布，圖3-3為將定子展開后全部28個振動傳感器分布的示意圖。計算電機轉(zhuǎn)子偏心故障下，各個傳感器所測振動信號與正常狀態(tài)下的K-L值，來定量評價該傳感器的故障檢測能力。由于電動舵機實測數(shù)據(jù)缺乏，本文通過電動舵機的故障仿真來生成故障數(shù)據(jù)，所得每個振動傳感器的K-L值如表3-5所示。圖3-2傳感器在電機上的分布圖3-3所有28個傳感器分布示意圖表3-5三種故障下各個振動傳感器的K-L值s1s2s3s4s5s6s7s8s9s10f1.320.724.043.862.723.024.743.791.032.27s11s12s13s14s15s16s17s18s19s20f12.510.972.420.330.221.514.224.082.863.69s21s22s23s24s25s26s27s28f14.633.144.72.422.480.451.080.25由表3-5可知，可選振動傳感器有28個，即{}1228S=s,s,,s，認為所有傳感器中，具有最大K-L值的傳感器的故障檢測能力為100%，以其K-L值的90%作為故障檢測閾值，即(||)4.23reqKLiNFDpp=。在確立了電動舵機傳感器優(yōu)化配置的目標函數(shù)與約束條件后，利用遺傳算法進行求解。設(shè)置初始種群規(guī)模為100，迭代次數(shù)為50，交叉概率0.95，變異概率0.3，所得滿足要求故障檢測閾值下的最優(yōu)傳感器組合為{}721S=s,s。

【參考文獻】：
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[7]基于dSPACE的無人機舵機故障診斷系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 邱聚能.電子科技大學 2016
[8]某型制導彈藥雙通道鴨式電動舵機設(shè)計與仿真研究[D]. 彭騰.北京理工大學 2016
[9]無人機舵機伺服系統(tǒng)的故障診斷和冗余技術(shù)[D]. 陳望舒.南京航空航天大學 2015
[10]直升機電動舵機狀態(tài)監(jiān)測與壽命預測方法的研究[D]. 譚榕容.哈爾濱工業(yè)大學 2013



本文編號：3143530