【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无人机测试，尤其涉及一种基于半实物仿真的无人机自动化测试方法及系统。
技术介绍
1、在无人机安全测试的研究上，目前基于真机实验的方法进行容错算法验证以及其他安全攸关的测试是低效的、高成本的，且难以自动化的实现，无法做到全面的、形式化的评估。因此，急需一种无人机测试方案，以实现低成本、高效率的无人机自动化测试。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于半实物仿真的无人机自动化测试系统及方法，以实现低成本、高效率的无人机自动化测试。
2、第一方面，提供了一种基于半实物仿真的无人机自动化测试系统，包括半实物仿真平台和测试模块；
3、所述半实物仿真平台包括飞控模块、无人机运动仿真器、三维环境仿真器及地面控制站；所述飞控模块与所述无人机运动仿真器、三维环境仿真器通信连接，所述三维环境仿真器、地面控制站均与所述无人机运动仿真器通信连接；所述无人机运动仿真器包含整机故障模型，其中，整机故障模型是在无人机运动模型的基础上结合故障原理，设计故障参数形成；
4、测试模块，与所述飞控模块、无人机运动仿真器、三维环境仿真器通信连接，用于基于故障测试用例库注入故障以进行故障测试及接收故障测试结果。
5、进一步地，所述整机故障模型包括动力系统故障模型、负载故障模型、传感器故障模型。所述动力系统故障模型为通过在动力系统的各模块的模型中叠加扰动故障系数而形成；所述负载故障模型为在通过在转动惯量模型中叠加由于机体上发生的质量变化产生的转动惯量的
6、进一步地，所述动力系统故障模型包括：
7、电池故障模型，其表示如下：
8、
9、式中，表示电池电压，表示有效放电电容，表示电池充满电的电压，为电池的拟合函数，<mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><msub><mi>k</mi><msub><mi>u</mi><mi>b</mi></msub></msub><mi>∈</mi><mi>[</mi><mn>0</mn><mi>,</mi><mn>1</mn><mi>]</mi></mstyle>表示电池故障系数；
10、电调故障模型，其表示如下：
11、
12、式中，表示电调的等效平均电压，表示电调接收的油门输入，表示电池电压，<mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><msub><mi>k</mi><msub><mi>u</mi><mi>m</mi></msub></msub><mi>∈</mi><mi>[</mi><mn>0</mn><mi>,</mi><mn>1</mn><mi>]</mi></mstyle>表示电调故障系数；
13、电机故障模型，其表示如下：
14、
15、式中，表示电机实际瞬时转速，<mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><msub><mi>k</mi><msub><mi>t</mi><mi>m</mi></msub></msub><mi>∈</mi><mi>[</mi><mn>0</mn><mi>,</mi><msub><mi>k</mi><mrow><msub><mi>t</mi><mi>m</mi></msub><mi>,max</mi></mrow></msub><mi>]</mi></mstyle>为电机响应速度故障系数，表示最大故障响应系数，表示电机的动态响应速度，s表示复频率，<mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><msub><mi>k</mi><mi>ω</mi></msub><mi>∈</mi><mi>[</mi><mn>0</mn><mi>,</mi><mn>1</mn><mi>]</mi></mstyle>表示电机执行效率故障系数，是期望的稳态转速；
16、螺旋桨故障模型，其表示如下：
17、
18、式中，t表示螺旋桨的拉力，m表示螺旋桨的转矩；表示拉力系数，是转矩与拉力的比例系数，<mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><msub><mi>k</mi><msub><mi>c</mi><mi>t</mi></msub></msub><mi>∈</mi><mi>[</mi><mn>0</mn><mi>,</mi><mn>1</mn><mi>]</mi></mstyle>表示拉力故障系数。
19、进一步地，所述负载故障模型表示如下：
20、
21、<mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><msub><mi>j</mi><mi>body</mi本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于半实物仿真的无人机自动化测试系统，其特征在于，包括半实物仿真平台和测试模块；
2.根据权利要求1所述的基于半实物仿真的无人机自动化测试系统，其特征在于，所述动力系统故障模型包括：
3.根据权利要求1所述的基于半实物仿真的无人机自动化测试系统，其特征在于，所述负载故障模型表示如下：
4.根据权利要求1所述的基于半实物仿真的无人机自动化测试系统，其特征在于，所述传感器故障模型包括：
5.根据权利要求1-4任一项所述的基于半实物仿真的无人机自动化测试系统，其特征在于，还包括环境故障模型，所述环境故障模型包括风扰动故障模型和障碍物模型，所述风扰动故障模型加载于所述无人机运动仿真器或三维环境仿真器中，所述障碍物模型加载于所述三维环境仿真器中。
6.根据权利要求5所述的基于半实物仿真的无人机自动化测试系统，其特征在于，所述风扰动故障模型表示如下：
7.根据权利要求5所述的基于半实物仿真的无人机自动化测试系统，其特征在于，所述障碍物模型通过三维环境仿真器搭建，用于在测试时于预设的故障时间调用该障碍物模型来模拟具
8.根据权利要求1所述的基于半实物仿真的无人机自动化测试系统，其特征在于，所述测试模块进行故障测试包括：
9.一种基于半实物仿真的无人机自动化测试方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于半实物仿真的无人机自动化测试系统，其特征在于，包括半实物仿真平台和测试模块；
2.根据权利要求1所述的基于半实物仿真的无人机自动化测试系统，其特征在于，所述动力系统故障模型包括：
3.根据权利要求1所述的基于半实物仿真的无人机自动化测试系统，其特征在于，所述负载故障模型表示如下：
4.根据权利要求1所述的基于半实物仿真的无人机自动化测试系统，其特征在于，所述传感器故障模型包括：
5.根据权利要求1-4任一项所述的基于半实物仿真的无人机自动化测试系统，其特征在于，还包括环境故障模型，所述环境故障模型包括风扰动故障模型和障碍物模型，所述风扰...
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