论文摘要：无人机操纵面故障诊断方法研究

目前主流的操纵面故障诊断方法是基于正常和故障状态下的飞机响应进行分析的方法，但由于飞机模型具有较大的不确定性，飞机响应存在电磁干扰和气流影响，在多种故障并发时使用滤波器方法具有较大的不确定性、漏报率或误报率。基于上述问题，本文考虑到舵机与操纵面千丝万缕的联系，提出一种基于舵回路模型的操纵面故障诊断方法。

在对铰链力矩与舵回路的分析基础上，给出铰链力矩的近似计算公式和舵回路的数学模型，分析舵回路在快速响应、模型准确性、工作状态可靠性以及适用范围等方面对于飞行器模型的优势，在此基础上提出基于舵回路模型的操纵面损伤故障诊断方法，并在Matlab环境下进行数字仿真与分析。为了与本文方法形成对比，对基于飞行器模型的操纵面损伤故障检测滤波器法的原理与方法进行深入研究与仿真，通过对比对本文提出方法的优势进行验证。

在操纵面损伤故障诊断方法的分析和验证的基础上，将故障诊断的方法扩展至操纵面卡死故障的诊断。充分考虑到卡死故障对舵回路结构及工作状态的影响，提出基于舵回路模型的操纵面卡死故障诊断方法并进行仿真与分析验证，仿真结果验证了算法的有效性。

在充分分析研究操纵面不同故障对舵回路的影响的基础上，提出操纵面损伤与卡死故障的检测与隔离方法，并进行仿真验证，仿真结果证明了该方法的有效性与可靠性。

以dSPACE软件系统和小功率随动硬件系统为平台，搭建操纵面故障诊断系统的半物理仿真实验平台，结合某无人机模型，分别对操纵面损伤故障和卡死故障进行半物理仿真，仿真结果验证了本文方法的正确性。

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