一种大中型固定翼无人机双余度舵机控制故障诊断系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种大中型固定翼无人机双余度舵机控制故障诊断系统，包括飞控计算机，还包括相连的控制器和至少一个舵机；所述舵机上连接有主转子位置检测模块、备转子位置检测模块、主角度检测模块和备角度检测模块；采用双余度设计，保证了无人机的正常工作，此外，还设置有电流检测模块，对驱动模块中的电流进行实时监测，以及通过控制器对系统中故障出现概率较高的转子位置检测模块和角度检测模块进行了故障诊断，能够实时监测舵面控制系统各个环节的工作状态，在某一个环节出现故障能够及时检测出来并自动切换到没有故障的链路上，提高了无人机的飞行安全性和可靠性，解决了现有技术中的无人机飞行安全性和可靠性不高的技术问题。不高的技术问题。不高的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种大中型固定翼无人机双余度舵机控制故障诊断系统


[0001]本技术无人机领域，涉及故障诊断，具体是一种大中型固定翼无人机双余度舵机控制故障诊断系统。

技术介绍

[0002]随着无人机技术的发展，无人机在军用和民用领域得到了广泛应用。军用领域如情报侦察、军事打击、信息对抗、通信中继、模拟飞行、空中预警等。民用领域如影视航拍、传统农林业、工业作业、灾害救援等。由于无人机应用范围的广泛性，人们对于无人机的安全性和可靠性也有了更高的要求。无人机的舵面控制系统是无人机重要的执行机构，控制无人机的飞行姿态，是关系着无人机飞行安全性和可靠性的重要系统。当前无人机舵面控制系统，有些没有做双余度设计，这样的系统可靠性差，一旦出现故障，没有备份可以使用将导致无人机飞行不可控；有些虽然做了双余度设计，但是没做故障诊断或者只是针对某一方面的故障进行了诊断，缺少全面的故障诊断，这样不能完全发挥双余度设计的优点，如果不能实时监测舵面控制系统各个环节是否出现故障，将不能及时的进行故障隔离并将系统切换到没有故障的链路上，无法完全保证无人机的飞行安全。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于，提供一种大中型固定翼无人机双余度舵机控制故障诊断系统，解决现有技术中的无人机飞行安全性和可靠性不高的技术问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案予以实现：
[0005]一种大中型固定翼无人机双余度舵机控制故障诊断系统，包括飞控计算机，还包括相连的控制器和至少一个舵机；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；所述主驱动模块和备驱动模块均与舵机相连；
[0006]所述舵机上连接有主转子位置检测模块、备转子位置检测模块、主角度检测模块和备角度检测模块；所述主转子位置检测模块和主角度检测模块均与主控制模块相连；所述备转子位置检测模块和备角度检测模块均与备控制模块相连；
[0007]所述主驱动模块上连接有主电流检测模块，所述主电流检测模块与主控制模块相连；所述备驱动模块上连接有备电流检测模块，所述备电流检测模块与备控制模块相连。
[0008]本是技术还包括以下技术特征：
[0009]所述主控制模块包括主数字信号处理器和主复杂可编程逻辑器；所述备控制模块包括备数字信号处理器和备复杂可编程逻辑器；
[0010]所述舵机包括依次相连的电机、减速器和舵机输出轴，所述电机包括电机转子、主电机定子和备电机定子。
[0011]所述主驱动模块还包括依次相连的主隔离电路、主驱动电路和主逆变电路，所述
主隔离电路与主复杂可编程逻辑器相连；所述主逆变电路分别与主电流检测模块和主电机定子相连；所述主电流检测模块与主数字信号处理器相连；
[0012]所述备驱动模块还包括依次相连的备隔离电路、备驱动电路和备逆变电路，所述备隔离电路与备复杂可编程逻辑器相连；所述备逆变电路分别与备电流检测模块和备电机定子相连；所述备电流检测模块与备数字信号处理器相连。
[0013]所述主转子位置检测模块分别与主复杂可编程逻辑器和主电机定子相连；所述备转子位置检测模块分别与备复杂可编程逻辑器和我备电机定子相连。
[0014]所述主角度检测模块分别与主数字信号处理器和舵机输出轴相连；所述备角度检测模块分别与备数字信号处理器和舵机输出轴相连。
[0015]所述飞控计算机分别与主数字信号处理器和备数字信号处理器通过RS422总线相连。
[0016]所述主电流检测模块为主电流传感器，所述备电流检测模块为备电流传感器。
[0017]所述主转子位置检测模块为主霍尔传感器，所述备转子位置检测模块为备霍尔传感器。
[0018]本技术与现有技术相比，有益的技术效果是：
[0019]本技术中采用双余度设计，保证了无人机的正常工作，此外，还设置有电流检测模块，对驱动模块中的电流进行实时监测，以及通过控制器对系统中故障出现概率较高的转子位置检测模块和角度检测模块进行了故障诊断，能够实时监测舵面控制系统各个环节的工作状态，在某一个环节出现故障能够及时检测出来并自动切换到没有故障的链路上，故障检测及双余度设计的有机配合，充分发挥了双余度设计的优点，提高了无人机的飞行安全性和可靠性，解决了现有技术中的无人机飞行安全性和可靠性不高的技术问题。
附图说明
[0020]图1为本技术的整体结构示意图；
[0021]图2为本技术的诊断系统详细结构图；
[0022]图3为本技术可以应用的舵机示意图；
[0023]图4为舵机工作原理示意图。
[0024]以下结合实施例对本技术的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
[0025]需要说明的是，本技术中双余度舵面控制故障诊断系统同时控制在方向舵舵机、左副翼舵机、右副翼舵机和升降舵舵机，如图4所示。
[0026]需要说明的是，本技术中数字信号处理器在本领域可用DSP表示，复杂可编程逻辑器本领域可用CPLD表示。
[0027]需要说明的是，本技术中的所有零部件，在没有特殊说明的情况下，均采用本领域已知的零部件。
[0028]以下给出本技术的具体实施例，需要说明的是本技术并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本技术的保护范围。
[0029]本技术给出了一种大中型固定翼无人机双余度舵机控制故障诊断系统，如图
1至图2所示，包括飞控计算机，还包括相连的控制器和至少一个舵机；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；
[0030]舵机上连接有主转子位置检测模块、备转子位置检测模块、主角度检测模块和备角度检测模块；主转子位置检测模块和主角度检测模块均与主控制模块相连；备转子位置检测模块和备角度检测模块均与备控制模块相连；
[0031]主驱动模块上连接有主电流检测模块，主电流检测模块与主控制模块相连；备驱动模块上连接有备电流检测模块，备电流检测模块与备控制模块相连。
[0032]在上述技术方案中，主备角度检测模块分别采集舵机输出轴的角度信号分别送入控制器，经余度管理系统后送入位置闭环；主备电流检测模块分别用于采集双余度绕组的实时电流并送入控制器，用于电流闭环及故障检测；主备转子位置检测模块分别用于将转子位置信号实时送入到转子位置信号。
[0033]采用双余度设计，保证了无人机的正常工作，此外，还设置有电流检测模块，对驱动模块中的电流进行实时监测，以及通过控制器对系统中故障出现概率较高的转子位置检测模块和角度检测模块进行了故障诊断，能够实时监测舵面控制系统各个环节的工作状态，在某一个环节出现故障能够及时检测出来并自动切换到没有故障的链路上，故障检测及双余度设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大中型固定翼无人机双余度舵机控制故障诊断系统，包括飞控计算机，其特征在于，还包括相连的控制器和至少一个舵机；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；所述主驱动模块和备驱动模块均与舵机相连；所述舵机上连接有主转子位置检测模块、备转子位置检测模块、主角度检测模块和备角度检测模块；所述主转子位置检测模块和主角度检测模块均与主控制模块相连；所述备转子位置检测模块和备角度检测模块均与备控制模块相连；所述主驱动模块上连接有主电流检测模块，所述主电流检测模块与主控制模块相连；所述备驱动模块上连接有备电流检测模块，所述备电流检测模块与备控制模块相连。2.如权利要求1所述大中型固定翼无人机双余度舵机控制故障诊断系统，其特征在于，所述主控制模块包括主数字信号处理器和主复杂可编程逻辑器；所述备控制模块包括备数字信号处理器和备复杂可编程逻辑器；所述舵机包括依次相连的电机、减速器和舵机输出轴，所述电机包括电机转子、主电机定子和备电机定子。3.如权利要求2所述大中型固定翼无人机双余度舵机控制故障诊断系统，其特征在于，所述主驱动模块还包括依次相连的主隔离电路、主驱动电路和主逆变电路，所述主隔离电路与主复杂可编程逻辑器相连；所述主逆变电路分别与主电流检测模块和主...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱一飞，郭宏选，
申请(专利权)人：西安羚控电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：