發(fā)布時(shí)間：2017-07-26 10:09

  本文關(guān)鍵詞：基于dSPACE的無人機(jī)舵機(jī)故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：無人機(jī)因?yàn)槠涑杀镜�、可靠性高、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,民用無人機(jī)也有了日新月異的進(jìn)步。舵機(jī)系統(tǒng)是無人機(jī)姿態(tài)控制的核心裝置,飛控計(jì)算機(jī)通過舵機(jī)來控制無人機(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,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人機(jī)的控制性能,同時(shí)也能減少無人機(jī)維護(hù)、開發(fā)的成本。面向無人機(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)物回路無縫連接,實(shí)現(xiàn)未知參數(shù)電動(dòng)舵機(jī)的故障在線監(jiān)測(cè)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),以此來確定舵機(jī)故障的類型和程度。為驗(yàn)證故障診斷方法和系統(tǒng)的正確性,設(shè)計(jì)了故障在線監(jiān)測(cè)和故障類型測(cè)試的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于卡爾曼濾波器和基于頻響模型的舵機(jī)故障檢測(cè)方法不僅能夠?qū)崿F(xiàn)故障實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的功能,還能對(duì)舵機(jī)故障的類型進(jìn)行分離和估計(jì),為民用無人機(jī)地面綜合測(cè)試平臺(tái)的搭建提供了強(qiáng)有力的支撐。
【關(guān)鍵詞】：舵機(jī) 無人機(jī) 故障檢測(cè) dSPACE 系統(tǒng)辨識(shí)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V267
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 項(xiàng)目來源及研究背景10-11
• 1.1.1 項(xiàng)目來源10
• 1.1.2 研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 舵機(jī)測(cè)試技術(shù)12
• 1.2.2 電動(dòng)舵機(jī)故障診斷技術(shù)12-14
• 1.3 研究目標(biāo)與研究?jī)?nèi)容14-18
• 第二章 基于dSPACE的舵機(jī)故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)18-30
• 2.1 概述18
• 2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)18-19
• 2.3 系統(tǒng)硬件模塊19-24
• 2.3.1 舵機(jī)19-21
• 2.3.2 驅(qū)動(dòng)板21-23
• 2.3.3 dSPACE硬件系統(tǒng)23-24
• 2.4 系統(tǒng)軟件模塊24-28
• 2.4.1 dSPACE軟件系統(tǒng)24-27
• 2.4.2 故障監(jiān)測(cè)模塊27-28
• 2.4.3 故障分析模塊28
• 2.5 本章小結(jié)28-30
• 第三章 無人機(jī)舵機(jī)故障檢測(cè)方法研究30-53
• 3.1 概述30-31
• 3.2 卡爾曼濾波器模型建立31-39
• 3.2.1 舵機(jī)狀態(tài)方程辨識(shí)31-36
• 3.2.2 電動(dòng)舵機(jī)卡爾曼濾波殘差構(gòu)建36-38
• 3.2.3 卡爾曼濾波模塊的搭建38-39
• 3.2.4 卡爾曼模型的驗(yàn)證39
• 3.3 頻率響應(yīng)模型建立39-42
• 3.3.1 舵機(jī)傳遞函數(shù)辨識(shí)40-41
• 3.3.2 頻響模型殘差構(gòu)建41-42
• 3.3.3 頻響模型的驗(yàn)證42
• 3.4 故障診斷策略42-52
• 3.4.1 閾值設(shè)置43-48
• 3.4.2 舵機(jī)故障分析48-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第四章 基于dSPACE的舵機(jī)故障診斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證53-72
• 4.1 概述53
• 4.2 舵機(jī)測(cè)試回路搭建53-57
• 4.3 舵機(jī)系統(tǒng)辨識(shí)方法實(shí)現(xiàn)及結(jié)果分析57-63
• 4.4 基于卡爾曼濾波器的無人機(jī)舵機(jī)故障在線監(jiān)測(cè)方法驗(yàn)證63-66
• 4.5 基于頻響模型的無人機(jī)舵機(jī)故障在線監(jiān)測(cè)方法驗(yàn)證66-68
• 4.6 故障分析方法驗(yàn)證68-71
• 4.7 指標(biāo)驗(yàn)證71
• 4.8 本章小結(jié)71-72
• 第五章 總結(jié)與展望72-74
• 5.1 論文總結(jié)72
• 5.2 未來展望72-74
• 致謝74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 胥青青;吳玉敬;張t焥，

本文編號(hào)：575849