无人机故障预测与健康管理系统研究

PHM(故障预测与健康管理)技术作为一种新兴的故障诊断与管理方法,能对无人机重要部件、系统进行全面的健康状态监控、故障检测、分析判断处理,因而在无人机技术领域得到广泛重视和长足发展.文章通过对PHM技术的分析研究,搭建了无人机故障预测与健康管理系统的总体框架,并设计了无人机故障预测与健康管理系统模块.     

基于有向图的蜂群无人机故障影响

基于蜂群无人机控制模型，针对虚假数据注入的故障情形，为了分析该故障情形下，蜂群无人机中故障的的影响及传播关系，采用故障传播有向图及一致性理论，开展蜂群无人机故障影响机理研究。首先，通过Dijkstra算法计算故障源到各无人机的最短路径，建立故障传播有向图；然后预测各无人机受故障影响的程度，结合蜂群无人机系统，计算一致性行为偏差的指标，并将其作为实际故障影响程度；最后，通过对预测结果与实际故障影响程度进行仿真比较，验证了所建立的故障影响机理的合理性。     

无人机机载综合信息记录仪设计应用

无人机飞行试验的故障和事故分析需要完整记录无人机飞行状态及环境信息,为此设计了能够记录无人机遥测/遥控、飞行图像和发动机噪声的机载综合记录仪,并解决了各种信息的同步记录和回放问题,提供了一套完整的解决方案。同时为满足无人机特殊的使用环境,对记录仪进行了小型化、减重设计及电磁兼容设计,结果表明,此记录仪适用于无人机系统,为无人机飞行性能分析及故障事故分析诊断提供了一种有效的支持手段。     

靶用型无人机安全性分析方法

文章从建立靶用型无人机可靠性模型出发,通过对靶用型无人机故障危险等级和故障可能性等级进行归纳分析,并计算出某型无人机的危险概率,最后对影响其使用安全性的因素进行了分析。     

活塞式发动机排气喷管断裂故障分析

对某型无人机活塞式发动机发生断裂故障的排气喷管进行了现场检查、断口分析及静力学分析,表明焊接质量不合格是导致故障发生的主要原因;提出了增加焊接点数、加大熔核尺寸、加强无损检测等排故措施。     

蜂群对抗决策故障下的容错博弈控制

针对大规模分簇蜂群无人机的任务分配问题,考虑对抗场景下某些无人机由于受到敌方攻击或操控,决策规则遭到篡改,进而导致群决策行为与期望的均衡点产生偏差的决策故障。在演化矩阵博弈的框架下,运用多群体复制子动态方程对蜂群无人机和故障建模,基于李雅普诺夫函数对故障发生前后均衡点的局部渐近稳定性及其吸引域进行了分析,从而建立了自容错条件,并设计了基于激励的簇间协同容错博弈控制方法,对群决策行为偏差进行补偿,使得蜂群任务分配状态在故障下仍能达到期望的均衡点,获得理想的分工收益。     

无人机用涡喷发动机转速不跟随油门故障分析

针对无人机用涡喷发动机转速不跟随油门问题,建立了发动机转速不跟随油门故障树并进行了故障机理分析。基于地面故障复现试验和试飞故障数据,对起动自动器活门及薄膜压力的变化关系进行了分析,确定了故障原因:在高空副油路单独供油情况下,起动自动器活门打开,大量放油,造成局部低压腔压力升高,液压延迟器作动失效,导致故障发生。根据故障原因提出了取消放气窗的解决措施,并通过试飞验证了措施的可行性和有效性。研究成果为发动机燃油系统排故积累了经验,也为发动机燃油系统设计和生产优化提供了参考。     

无人机横侧向飞行控制系统研究

采用非相似余度设计思想,建立了无人机横侧向控制系统.对典型故障模式的控制系统进行了分析,结果表明该系统不但具有较好的控制品质,而且对单通道控制故障引起的干扰具有较好的抑制能力,可有效解决副翼故障可能导致的飞行事故问题,从而提高系统的可靠性.     

基于故障观测器的无人机直接自修复控制

提出一种基于故障观测器的无人机直接自修复控制。首先,根据系统本身存在的故障,设计了一个非线性故障观测器对其进行观测。其次,设计了一个快速终端滑模面和直接自修复控制器,将指数函数和符号函数引入到新型滑模面里。同时引入了自适应技术,对不确定的故障估计其上界。最后,通过对无人机进行了相应的仿真数值验证得出所提方法的有效性。     

基于故障观测器的无人机直接自修复控制

提出一种基于故障观测器的无人机直接自修复控制。首先,根据系统本身存在的故障,设计了一个非线性故障观测器对其进行观测。其次,设计了一个快速终端滑模面和直接自修复控制器,将指数函数和符号函数引入到新型滑模面里。同时引入了自适应技术,对不确定的故障估计其上界。最后,通过对无人机进行了相应的仿真数值验证得出所提方法的有效性。