[发明专利]一种飞翼无人机飞行控制执行机构的故障监测系统及方法

说明书

本发明公开的一种飞翼无人机飞行控制执行机构的故障监测系统及方法，包括故障检测系统、飞行计算机、若干执行结构和飞行姿态响应传感系统；故障检测系统发送故障检测指令，通过飞行计算机处理后发送动作信号至执行机构，然后通过采集翼无人机在飞行时的飞行姿态数据，并传输至故障检测系统，进而确定执行结构的运动状态，完成执行机构的故障监测，通过通信总线传输各种指令和信号，数据通信实时性强，容易构成冗余结构，提高了系统的可靠性和灵活性。

技术领域

本发明属于飞翼无人机的故障监测领域，特别涉及一种飞翼无人机飞行控制执行机构的故障监测系统及方法。

背景技术

无人机已经成为当今社会最为热门的使用和研究方向，在民用和国防上均有着非常重要的作用，而随着社会科技的发展，飞翼无人机的结构越来越复杂但对其可靠性的需求却越来越高。飞行控制系统是无人机的中枢大脑，一旦飞行控制系统出现故障，就可能导致难以想象的事故。

无人机飞行执行机构控制着无人机的飞行姿态，是维护飞行控制准确性的重要组成部分。常规布局无人机一般包括机翼、机身以及尾翼等部分，飞翼布局飞行器取消了平尾和垂尾等部件，光滑连接的机身与机翼之间没有明显的界限，一体化融合的飞行器呈现整个翼面的干净构型，使得飞翼布局飞行器在气动力效率、续航时间、隐身性能和载荷分布等多个方面具有独特优势。但是这种布局也使得对飞翼无人机的实时监测更为困难，且一旦对执行机构没有进行准确和及时的故障检测和诊断，可能会造成重大安全事故。

一般情况下，执行机构只能飞行后在地面上进行测试，此时飞翼无人机的作动系统上没有飞行负载，收集的数据不如在飞行中诊断可靠，这就可能会造成诊断错误和更换错误的执行机构或执行机构部件，因此，对飞行控制执行机构的高效准确实时的故障检测的开发，对正确修理受损执行机构，提高其可靠性很有必要。然而目前仍没有从系统的角度上提出针对飞翼无人机飞行控制执行机构在飞行时的故障监测方法，本发明便是基于这样的现状而提出的。

发明内容

针对现有飞翼无人机系统缺少执行机构故障监测方法的问题，本发明提供了一种飞翼无人机飞行控制执行机构的故障监测系统及方法，可以在飞翼无人机飞行时对其飞行控制执行机构进行实时监测，及时识别故障并做出相应处理，以保证飞翼无人机的正常飞行。

本发明采用如下技术方案来实现：

一种飞翼无人机飞行控制执行机构的故障监测系统，包括故障检测系统，以及通过通信总线与其连接的飞行计算机和飞行姿态响应传感系统；

故障检测系统，用于发出故障检测指令，并根据接收到的执行机构的运动数据和飞翼无人机的运动数据，确定执行机构的运行状态；

飞行计算机，用于根据故障检测指令对相应的执行机构输出动作信号；

飞行姿态响应传感系统，用于采集飞翼无人机在飞行时的飞行姿态数据，并传输至故障检测系统。

优选的，所述故障检测系统包括故障检测处理器和故障检测存储器；

故障检测存储器，用于存储故障检测方案、执行机构的运动数据和飞翼无人机的运动数据；

故障检测处理器，用于提取故障检测方案并发送给执行机构，同时根据反馈的执行机构的运动数据和飞翼无人机的运动数据，确定执行机构的运行状态。

优选的，所述飞行计算机包括飞行处理器和飞行存储器；

飞行处理器，用于对接收的故障检测指令进行处理，并输出动作信号至相应的执行机构；

飞行存储器，用于存储飞行处理器处理过程中的数据和输出的动作信号。

优选的，所述飞行姿态响应传感系统包括俯仰传感器、滚转传感器和偏航传感器。