【技术实现步骤摘要】
无人机飞管系统综合调试方法
[0001]本专利技术属于无人机飞管系统一体化检测、相关功能验证以及故障排查的综合调试
，涉及一种无人机飞管系统综合调试方法。
技术介绍
[0002]当今无人机技术发展迅速，数量指数性增多，但在军用及民用领域，无人机的数量以及实际应用占比还是过小，这就导致面对新型无人机并没有成熟的系统化及自动化调试技术，属于空白领域。
[0003]飞行管理控制系统(简称“飞管系统”)是无人机的重要组成系统，用于控制无人机起飞、空中飞行以及着陆功能的实现，其系统构成复杂，与飞机其他系统交联程度高，是关系着无人机飞行安全性和可靠性的重要系统。
[0004]鉴于以上原因，本专利技术提出了一种无人机飞管系统一体化调试方法，用于满足在无人机数量不断增长的大背景下，可以对无人机飞管系统进行系统化以及自动化的调试检测，实现一体化检测、相关功能验证以及故障排查，达到高效率、高精准完成无人机飞管系统综合调试工作的目标。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种无人机飞管系统综合调试方法，对全机飞管系统功能调试检测的全流程实现自动化以及可视化，通过新型设备以及创新流程方法的配合实施，极大提高无人机调试效率。
[0006]本专利技术从系统方法类以及设备装置类两方面实现对飞管系统的综合调试工作，具体如下：
[0007](1)系统方法类
[0008]通过无人机全机固定站位调试系统的构建，为飞管系统综合调试奠定技术基础并且提供调试条件；采用飞管系统仿真模型校准...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无人机飞管系统综合调试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1：采用无人机固定站位调试系统对全机系统进行调试；S2：采用无人机飞管系统仿真模型校准方法进行飞管系统仿真模型校准；S3：采用无人机飞管系统舵机故障排查系统进行飞管系统舵机故障排查；S4：采用无人机气动系统综合调试设备对气动系统气体进行检查及充填；S5：采用无人机平面类零件位置状态检测装置检查无人机平面类零件位置状态；S6：采用无人机长杆类零件偏转角度测量装置检查无人机长杆类零件偏转角度。2.根据权利要求1所述的一种无人机飞管系统综合调试方法，其特征在于，步骤S1中，所述的无人机固定站位调试系统，包括中央处理计算机(1)、信息接收装置(2)、信息显示装置(3)、内网输出装置(4)、交互式控制设备(5)和信息输出装置(6)；所述中央处理计算机(1)共有五个通道，第一通道与信息接收装置(2)通信连接、第二通道与信息显示装置(3)连接、第三通道与内网输出装置(4)连接、第四通道与交互式控制设备(5)连接、第五通道与信息输出装置(6)连接；所述信息接收装置(2)与无人机通信连接，其包含接收天线(2
‑
1)和信息传输组件(2
‑
2)；其中，接收天线(2
‑
1)接收无人机发送的各项外部信息并将信息分析处理并打包为对应的数据包，再由信息传输组件(2
‑
2)将数据包发送至中央处理计算机(1)；所述信息显示装置(3)包含信号解析组件(3
‑
1)和显示屏A(3
‑
2)，用于接收中央处理计算机(1)输出的电信号，通过信号解析组件(3
‑
1)将电信号分类处理，用于接收数据包并将数据包解码为HDMI格式的图像信号和AV格式的图像信号，在显示屏A(3
‑
2)上显示对应的图像；所述内网输出装置(4)包括数据整合装置(4
‑
1)和内部网络接口(4
‑
2)；数据整合装置(4
‑
1)将中央处理计算机(1)传输的各项数据整合成数据包，再通过内部网络接口(4
‑
2)经网线传输进内部网络；所述交互式控制设备(5)用于将中央处理计算机(1)与无人机无线连接，用于接收对图像的交互式操作指令，并根据该交互式操作指令控制无人机；所述信息输出装置(6)包含信号解析装置(6
‑
1)和文件输出装置(6
‑
2)；信号解析装置(6
‑
1)将中央处理计算机(1)输出的数据转化为数字信号以及文字信号，再由文件输出装置(6
‑
2)打印输出，供调试人员分析使用；采用上述无人机固定站位调试系统进行调试的步骤如下：S1.1：通过飞机吊挂将无人机放置于固定调试站位，通过千斤顶将飞机整体调整为水平；S1.2：启动无人机与无人机固定站位调试系统，并将二者连接，确保信息接收装置(2)、交互式控制设备(5)与无人机的连接；S1.3：通过交互式控制设备(5)手动或通过预先设定的自动调试程序，向无人机输出各项操作指令，控制无人机飞管系统工作；S1.4：操作者通过显示屏A(3
‑
2)实时观察无人机通过信息接收装置(2)反馈至中央处理计算机(1)的飞机各系统状态以及各项参数信息，对飞机整体情况进行监控，判断飞机各项指标是否异常，飞机状态是否存在问题；S1.5：调试数据需要传输至内部网络时，通过内网输出装置(4)，使用网线连接至内网
电脑上，实现数据的传输；S1.6：若需要将实验数据输出纸质版或光盘形式，则通过信息输出装置(6)实现；S1.7：系统调试结束后，将调试系统与无人机断开，并将无人机与调试系统关闭，将无人机通过飞机吊挂吊至地面。3.根据权利要求2所述的一种无人机飞管系统综合调试方法，其特征在于，所述步骤S1中，中央处理计算机(1)内设5个通道，分别接受或发送信息，信息实际为模拟量信号值，其通过中央处理计算机(1)与各装置之间的传感器进行传输，具体根据各传感器自身属性参数以及实际电流进行判定，具体公式如下：W
q
＝K
g
(I
q
R
g
+V
g
)其中，W
q
表示模拟量信号值；K
g
为传感器固定系数，通常为(1,10)；I
q
为实际电流值；R
g
为传感器电阻值；V
g
为传感器纠偏电压值；信息传递至中央处理计算机(1)后，中央处理计算机(1)收集到的5个通道传输的数据总量模型如下：X＝X1+X2+X3+X4+X5其中，X为中央处理计算机数据总量，X1至X5分别为5个通道的数据量；第一通道的数据量取决于其单根线路数据量和线路总数，模型为：其中，X1为第一通道数据量；为第一通道即信息接收装置的单条线路数据量；n为第一通道线路总数；其中，K
a
为信息接收装置固定参数系数；为第一通道单条线路在t时刻下的数据量，为模拟量信号值的累积，模型如下：结合上述推导模型公式，得到第一通道数据量与实际电流量、传感器的对应模型公式：故中央处理计算机(1)收集到的5个通道传输的数据总量模型处理为：
其中，n、m、o、p、q分别代表第1至第5通道的线路总数；在中央处理计算机(1)中设定判定模型，不同装置对应的单根线路数据量做不同的数值范围判定，中央处理计算机(1)根据采集到的单根线路数据量进行判定数据通道来源，模型如下：通道1：范围为(0,2)；通道2：范围为(3,10)；通道3：范围为(11,50)；通道4：范围为(51,150)；通道5：范围为(151,300)。4.根据权利要求1所述的一种无人机飞管系统综合调试方法，其特征在于，所述步骤S2的具体步骤如下：S2.1：对无人机飞管系统输入控制指令，在地面进行飞行试验模拟，识别无人机飞行状态变换过程中的飞行状态；S2.2：利用三维成像扫描技术，获取无人机在每个飞行状态下的试验飞行数据，在预设的飞管系统仿真模型确定每个飞行状态对应的目标子模型，调取所述目标子模型的仿真数据；S2.3：根据试验飞行数据和仿真数据，调整所述目标子模型的仿真参数；S2.4：根据调整后的目标子模型，得到校准飞管系统仿真模型；S2.5：进行飞管系统仿真模型对比分析，具体过程如下：1)设定无人机理论模型为S
α
＝{(x,y,z)}其中，x为横向坐标；y为纵向坐标；z＝h(x,y)，表示高度；2)设定成像扫描的实际模型为S
′
α
＝{(x
′
,y
′
,z
′
)}其中，x
′
为横向坐标；y
′
为纵向坐标；z
′
＝h(x
′
,y
′
)，表示高度；3)任一检测点在空间用六自由度向量表示为S(t)＝[S
x
(t)S
y
(t)S
z
(t)S
γ
(t)S
β
(t)S
θ
(t)]其中，S
x
(t)、S
y
(t)、S
z
(t)为t时刻检测点的位置坐标；S
γ
(t)、S
β
(t)、S
θ
(t)为t时刻相对于空间坐标轴的倾角；
4)运动轨迹为在时间[0,t]内的积分，设每秒速率函数为f
sa
[S(t),x,y,z]，则无人机理论模型的运动轨迹为f
sa
＝∫
0t
f
sa
(S(t),x,y,z)dt5)同理，成像扫描的实际模型运动轨迹为6)实际运动轨迹与理论运动轨迹的不重合度f
V
为二者模型差值，故f
V
＝f
sa
‑
f
′
sa
＝∫
0T
f
sa
(S(t),x,y,zdt
‑
∫
0T
f
sa
(S(t)
′
,x
′
,y
′
,z
′
)dt7)根据不同的运动部件，设定不同的允许范围，飞管系统自动判定在允许公差范围内仿真是否符合要求，若计算出的不重合度f
V
不满足给定范围，则系统报此部件运动异常。5.根据权利要求4所述的一种无人机飞管系统综合调试方法，其特征在于，所述步骤S2.3的具体步骤如下：S2.3.1：确定无人机飞行状态变换过程中的飞行状态先后顺序为地面滑行状态、起飞状态、升降稳定飞行状态以及着陆状态；S2.3.2：按照飞行状态先后顺序，并结合试验飞行数据及仿真数据，调整每一个飞行状态对应的目标子模型的仿真参数；具体过程如下：对于地面滑行状态：1)根据起落架的实际动作与位置状态，与起落系统子模型的仿真数据比较，得到无人机的地面校准偏差；2)根据地面校准偏差，调整起落系统子模型的仿真参数；对于起飞状态：1)根据无人机的内侧升降副翼舵机反馈值以及实际偏转角度，与内侧升降副翼子模型的仿真数据比较，得到无人机的横向校准偏差；2)根据横向校准偏差，调整内侧升降副翼子模型的仿真参数；对于升降稳定飞行状态：1)根据外侧阻力方向舵机反馈值以及实际偏转角度，与外侧阻力方向舵子模型的仿真数据比较，得到无人机的纵向及航向校准偏差；2)根据纵向及航向校准偏差，调整外侧阻力方向舵子模型的仿真参数；对于着陆状态：1)根据拦阻系统位置信号以及实际放下角度，与拦阻系统子模型的仿真数据比较，得到无人机的着陆校准偏差；2)根据着陆校准偏差，调整拦阻系统子模型的仿真参数。6.根据权利要求1所述的一种无人机飞管系统综合调试方法，其特征在于，步骤S3中，所述的无人机飞管系统舵机故障排查系统，是将控制器连接至飞控计算机与舵机之间，所述控制器包括并联设置的主控制模块和备控制模块，以及与主控制模块相连的主驱动模块和与备控制模块相连的备驱动模块；主驱动模块和备驱动模块均与舵机相连，为舵机提供驱动电信号；所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李喆，台春雷，刘禹男，刘海涛，李文龙，
申请(专利权)人：沈阳飞机工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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