一种针对多旋翼飞行器容错控制实验平台设计制造技术

本发明专利技术提供了一种可以用于多旋翼飞行器容错控制实验的综合实验平台，该本台涉及多旋翼飞行器的硬件和软件的设计与实现、其中硬件包括飞行器自身的硬件设计和实现，软件设计主要包括飞行器自身的软件控制算法设计与实现和飞行器的容错控制的软件设计与实现。目前基于神经网络等智能控制方法的容错控制方法的成果也越来越多，针对现在市面上的实验平台多是基于软件实现系统的故障形式，或是通过半物理仿真测试进行算法的验证，缺少能够测试多种类型故障的实验平台，这对于算法在真实的应用场景的缺乏实际验证。本发明专利技术针对容错控制算法，尤其是多旋翼飞行器的容错控制算法难以得到实际验证的问题，设计了多旋翼飞行器容错控制实验平台，通过该平台可以实现控制算法的仿真验证和实物验证，并且，通过设计好的故障注入模块可以实现飞行器在飞行过程中不同形式的故障数据的注入，进而帮助研究人员验证算法的容错性能，提高算法的工程应用价值。本发明专利技术用于科研与研究人员进行多旋翼飞行器容错控制算法设计与实现的相关实验。

【技术实现步骤摘要】
一种针对多旋翼飞行器容错控制实验平台设计
本专利技术涉及多旋翼飞行器容错控制
，尤其涉及一种针对多旋翼飞行器容错控制实验平台设计。
技术介绍
近年来，无人机系统在各个领域中迅速发展，多旋翼飞行器不仅在军事上广泛应用，它在农药喷洒、电力巡检、地理测绘、人员搜救、物资投放与运输等方面得到了充分的应用。对于执行重要任务或者搭载昂贵仪器的多旋翼飞行器而言，其系统复杂度较高，容易受到周围环境的干扰，当飞行器发生故障时，如执行器故障，容易导致控制系统不稳定，引发坠机。因此，研究其控制系统的容错控制方法，对保证飞行器能够安全飞行具有重要意义。但是在大多数的容错控制算法的有效性验证方式中多采用了数值仿真的方式进行，然而通过这样的方式设计容错控制算法难以保证算法在实际中的有效性。而随着控制理论技术的发展，为了能够验证控制算法的应用效果，研究针对控制系统中的故障注入与容错控制实验平台逐渐受到研究人员的关注。研究人员研究了应用于星载计算机的故障注入平台，可以测试和分析星载计算机的故障状态数据，为星载计算机的可靠性分析和故障诊断研究提供了数据支持。区别于实现故障本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对多旋翼飞行器容错控制实验平台设计，其特征在于，包括如下具体步骤：/n步骤1)进行硬件实验平台设计：/n选择实验平台的机架为Quanser公司的QBall-X4型飞行器机架，机架采用碳纤维结构的笼式保护架，实验平台主要由机架、飞行器的控制器、板载计算机、双目摄像头、地面监控站等组成；/n步骤2)进行软件实验平台设计：/n步骤2.1)设计基于Simulink模型的仿真部分设计：/n仿真部分的设计是基于Simulink模型的开发，使用模型在环仿真、硬件在环仿真进行算法验证，对算法进行优化改进，使控制对象达到理想目标；将通过仿真模型验证的容错控制算法生成相应的控制代码，同时移植到Pixha...

【技术特征摘要】
1.一种针对多旋翼飞行器容错控制实验平台设计，其特征在于，包括如下具体步骤：
步骤1)进行硬件实验平台设计：
选择实验平台的机架为Quanser公司的QBall-X4型飞行器机架，机架采用碳纤维结构的笼式保护架，实验平台主要由机架、飞行器的控制器、板载计算机、双目摄像头、地面监控站等组成；
步骤2)进行软件实验平台设计：
步骤2.1)设计基于Simulink模型的仿真部分设计：
仿真部分的设计是基于Simulink模型的开发，使用模型在环仿真、硬件在环仿真进行算法验证，对算法进行优化改进，使控制对象达到理想目标；将通过仿真模型验证的容错控制算法生成相应的控制代码，同时移植到Pixhawk飞控中进行实物验证，再一次进行控制算法优化和参数整定；
在Simulink模型中，有执行器故障注入模块和传感器故障注入模块，通过调整模块中的参数，向系统注入不同类型的故障进行测试；
在模型中设计了风扰模块，引...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨蒲，文琛万，耿慧琳，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32