[发明专利]一种针对无人机动力系统硬件的健康监测方法

权利要求书

1.一种针对无人机动力系统硬件的健康监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：无人机开机，对健康监测模块进行自检，若健康监测模块自检成功则进入步骤S2，否则对健康监测模块进行故障排查；

S2：自检成功后，健康监测模块在标准运行操作时对无人机的电机转速、电池输出进行检测，得到实时电机转速数据和实时电池输出数据；

其中，实时电池输出数据包括健康监测模块检测当前无人机电池所对应的实时电压监测数据、实时峰值放电电流数据、实时持续放电电流数据；实时电机转速数据包括健康监测模块检测当前无人机电机所对应的实时电机转速峰值电压数据、实时电机电流数据、实时电机转速数据；

S3：将标准运行操作时的实时电机转速数据和实时电池输出数据分别与对应的标准运行操作时的阈值电机转速数据和阈值电池输出数据进行比较判断；并得到比较判断结果；

S4：通过比较判断结果来映射无人机运行时的健康状态；

其中，步骤S3中比较判断具体如下：

所述无人机为四轴多旋翼无人机，若电机动力输出异常；

满电压状态下，悬停油门输出百分比为50%，电机转速应达到5500rpm，但某个电机只有5200rpm，由于无人机飞控的自稳功能，使机体达到平稳状态，无人机整体的表现还是正常，各机电、航电、机身结构都通过静地面检测后，进行飞行任务，无人机起飞时，机身平稳无明显抖动，地面站观察到的动力输出量正常，此时，4个电机的电压输出理应相差无几，即电机转速相差无几，实际情况是，某单个电机出现输出不正常的现象，由于飞控的自稳功能，其中改单个电机提高控制输出量，根据无人机动力系统的特性，通过对非线性数据进行标校，得到线性数据进行数据匹配，从而在无人机的实时运动数据中监测无人机动力系统硬件的健康状态；

具体为，通过大量的无人机动力系统运作实验，得到健康电机在不同电压下不同动力输出百分比下无人机做出不同动作时的电机动力输出值及其健康阈值，并将其标校为可检测的线性数据，在无人机执行任务过程中，通过对起飞后的无人机下达一些动作指令，将标准运行操作时的实时电机转速数据和实时电池输出数据分别与对应的标准运行操作时的阈值电机转速数据和阈值电池输出数据进行比较判断；并得到比较判断结果；如果电机超出或者低于该无人机在该电压该输出百分比该动作下的电机动力输出值及其健康阈值，就能判断出电机存在危患；通过对每个轴出现问题的电机动力系统运作实验及其线性数据进行标校，可以直观的得出具体是哪一个或者多个电机输出健康状态。

2.如权利要求1所述的一种针对无人机动力系统硬件的健康监测方法，其特征在于，在步骤S1中，健康监测模块故障排查具体如下：

步骤1，运行信号开始时，采集初始时健康监测模块的脉冲信号数，记为A1，根据该脉冲信号数A1计算出当前无人机运行数据H1；

步骤2，采集时间周期到来时，采集当前健康监测模块的脉冲信号数，记为A2，根据该脉冲信号数A2计算出当前无人机运行数据H2；

步骤3，根据相邻两次获得的无人机运行数据计算无人机在一个时间周期内的运行数据变化值△H,ΔH＝|H2-H1|；

步骤4，判断无人机运行数据变化值△H是否小于等于设定的阈值，当无人机运行数据变化值△H小于等于所述阈值时，确定健康监测模块出现故障。

3.如权利要求1所述的一种针对无人机动力系统硬件的健康监测方法，其特征在于，步骤S3中，比较判断具体如下：

将实时电压监测数据与阈值电压监测数据进行比较判断，若二者不匹配，则进行电压监测异常报警；

将实时峰值放电电流数据与阈值峰值放电电流数据进行比较判断，若二者不匹配，则进行峰值放电电流异常报警；

将实时持续放电电流数据与阈值持续放电电流数据进行比较判断，若二者不匹配，则进行持续放电电流异常报警；

将实时电机转速峰值电压数据与阈值电机转速峰值电压数据进行比较判断，若二者不匹配，则进行电机转速峰值电压异常报警；

将实时电机电流数据与阈值电机电流数据进行比较判断，若二者不匹配，则进行电机电流异常报警；

将实时电机转速数据与阈值电机转速数据进行比较判断，若二者不匹配，则进行电机转速异常报警。