[發明專利]一種針對無人機動力系統硬件的健康監測方法

有效

• 申請號: 202110262857.0
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN112678204B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 周軍;熊攀
• 申請（專利權）人: 南京緯多科技有限公司
• 主分類號: B64F5/60
• 分類號: B64F5/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種針對無人機動力系統硬件的健康監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：無人機開機，對健康監測模塊進行自檢，若健康監測模塊自檢成功則進入步驟S2，否則對健康監測模塊進行故障排查；

S2：自檢成功后，健康監測模塊在標準運行操作時對無人機的電機轉速、電池輸出進行檢測，得到實時電機轉速數據和實時電池輸出數據；

其中，實時電池輸出數據包括健康監測模塊檢測當前無人機電池所對應的實時電壓監測數據、實時峰值放電電流數據、實時持續放電電流數據；實時電機轉速數據包括健康監測模塊檢測當前無人機電機所對應的實時電機轉速峰值電壓數據、實時電機電流數據、實時電機轉速數據；

S3：將標準運行操作時的實時電機轉速數據和實時電池輸出數據分別與對應的標準運行操作時的閾值電機轉速數據和閾值電池輸出數據進行比較判斷；并得到比較判斷結果；

S4：通過比較判斷結果來映射無人機運行時的健康狀態；

其中，步驟S3中比較判斷具體如下：

所述無人機為四軸多旋翼無人機，若電機動力輸出異常；

滿電壓狀態下，懸停油門輸出百分比為50%，電機轉速應達到5500rpm，但某個電機只有5200rpm，由于無人機飛控的自穩功能，使機體達到平穩狀態，無人機整體的表現還是正常，各機電、航電、機身結構都通過靜地面檢測后，進行飛行任務，無人機起飛時，機身平穩無明顯抖動，地面站觀察到的動力輸出量正常，此時，4個電機的電壓輸出理應相差無幾，即電機轉速相差無幾，實際情況是，某單個電機出現輸出不正常的現象，由于飛控的自穩功能，其中改單個電機提高控制輸出量，根據無人機動力系統的特性，通過對非線性數據進行標校，得到線性數據進行數據匹配，從而在無人機的實時運動數據中監測無人機動力系統硬件的健康狀態；

具體為，通過大量的無人機動力系統運作實驗，得到健康電機在不同電壓下不同動力輸出百分比下無人機做出不同動作時的電機動力輸出值及其健康閾值，并將其標校為可檢測的線性數據，在無人機執行任務過程中，通過對起飛后的無人機下達一些動作指令，將標準運行操作時的實時電機轉速數據和實時電池輸出數據分別與對應的標準運行操作時的閾值電機轉速數據和閾值電池輸出數據進行比較判斷；并得到比較判斷結果；如果電機超出或者低于該無人機在該電壓該輸出百分比該動作下的電機動力輸出值及其健康閾值，就能判斷出電機存在危患；通過對每個軸出現問題的電機動力系統運作實驗及其線性數據進行標校，可以直觀的得出具體是哪一個或者多個電機輸出健康狀態。

2.如權利要求1所述的一種針對無人機動力系統硬件的健康監測方法，其特征在于，在步驟S1中，健康監測模塊故障排查具體如下：

步驟1，運行信號開始時，采集初始時健康監測模塊的脈沖信號數，記為A1，根據該脈沖信號數A1計算出當前無人機運行數據H1；

步驟2，采集時間周期到來時，采集當前健康監測模塊的脈沖信號數，記為A2，根據該脈沖信號數A2計算出當前無人機運行數據H2；

步驟3，根據相鄰兩次獲得的無人機運行數據計算無人機在一個時間周期內的運行數據變化值△H,ΔH＝|H2-H1|；

步驟4，判斷無人機運行數據變化值△H是否小于等于設定的閾值，當無人機運行數據變化值△H小于等于所述閾值時，確定健康監測模塊出現故障。

3.如權利要求1所述的一種針對無人機動力系統硬件的健康監測方法，其特征在于，步驟S3中，比較判斷具體如下：

將實時電壓監測數據與閾值電壓監測數據進行比較判斷，若二者不匹配，則進行電壓監測異常報警；

將實時峰值放電電流數據與閾值峰值放電電流數據進行比較判斷，若二者不匹配，則進行峰值放電電流異常報警；

將實時持續放電電流數據與閾值持續放電電流數據進行比較判斷，若二者不匹配，則進行持續放電電流異常報警；

將實時電機轉速峰值電壓數據與閾值電機轉速峰值電壓數據進行比較判斷，若二者不匹配，則進行電機轉速峰值電壓異常報警；

將實時電機電流數據與閾值電機電流數據進行比較判斷，若二者不匹配，則進行電機電流異常報警；

將實時電機轉速數據與閾值電機轉速數據進行比較判斷，若二者不匹配，則進行電機轉速異常報警。