基于586-Driver的无人机飞控计算机自动检测与故障诊断系统设计

发布时间：2018-01-21 23:49

  本文关键词： 飞控计算机 586-Driver 自动检测 故障诊断专家系统　出处：《南京航空航天大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：飞控计算机作为无人机飞控系统的核心,其可靠性对无人机具有至关重要的影响,而飞控计算机的故障检测与诊断对无人机飞控系统可靠性具有特别重要的意义。传统的飞控计算机检测方法以人工操作为主,存在一定的主观性且效率较低。为此,本文针对某型飞控计算机的测试需求设计了一套以586-Driver板卡为核心的自动检测与故障诊断系统,扩展了多个辅助功能模块,采用自动检测技术和基于故障树的故障诊断专家系统,实现对飞控计算机的检测与故障诊断功能,极大程度地解放人力并提高飞控计算机检测的效率和准确性,对提高飞控计算机的可靠性有实际工程应用价值。首先,对检测与诊断技术的发展进行了阐述与分析,并研究了待测飞控计算机的硬件构成和检测的需求分析,据此确定了系统的硬件资源、软件算法和功能需求,给出了总体设计方案。其次,根据586-Driver核心板卡的特点和外围电路的应用需求,遵循易于拆卸、维护方便的设计原则,完成了全系统的电路原理设计和PCB设计等硬件开发工作。然后,对检测与诊断算法进行选取与设计。在检测方法方面,本文采用了自动检测技术和信号门限检测技术,制定了一套飞控计算机一键式全功能检测方案,实现了在全程无人干预情况下对飞控计算机的所有功能按设定的时序逻辑进行自动测试。在诊断算法方面,本文设计了一种故障树分析法与故障诊断专家系统相结合的诊断方法。完成了知识库和推理机的设计,使系统能够有效地对飞控计算机进行故障诊断并通过软件设计实现了全部的算法功能。最后,为了验证设计方案的合理性和正确性,制定了由局部到整体的测试方案,完成了系统的单功能测试和联机调试。系统各项功能运行正常,能正确响应指令,系统整体性能满足设计需求,对注入的故障能够有效检出,通过大量系统测试和试验表明,以586-Driver板卡为核心的自动检测与故障诊断系统满足某型飞控计算机的检测与诊断需求。
[Abstract]:As the core of UAV flight control system, the reliability of flight control computer plays an important role in UAV. The fault detection and diagnosis of flight control computer is of great significance to the reliability of UAV flight control system. The traditional flight control computer detection method is mainly manual operation. There is a certain subjectivity and low efficiency. In order to meet the test requirements of a certain type of flight control computer a set of automatic detection and fault diagnosis system based on 586-Driver board is designed in this paper. Several auxiliary function modules are extended, automatic detection technology and fault diagnosis expert system based on fault tree are adopted to realize the detection and fault diagnosis function of flight control computer. Greatly liberate manpower and improve the efficiency and accuracy of flight control computer detection, which has practical application value to improve the reliability of flight control computer. This paper expounds and analyzes the development of detection and diagnosis technology, and studies the hardware structure of the flight control computer to be tested and the requirement analysis of the detection. Based on this, the hardware resources, software algorithms and functional requirements of the system are determined. The overall design scheme is given. Secondly, according to the characteristics of 586-driver core card and the application requirement of peripheral circuit, the design principle of easy disassembly and convenient maintenance is followed. The hardware design of the whole system, such as circuit principle design and PCB design, is completed. Then, the detection and diagnosis algorithm is selected and designed. In this paper, the automatic detection technology and the signal threshold detection technology are adopted, and a set of flight control computer one-key full-function detection scheme is developed. All functions of the flight control computer are automatically tested according to the set timing logic under the condition of no intervention in the whole process, and the diagnosis algorithm is also realized. In this paper, a fault tree analysis method combined with fault diagnosis expert system is designed, and the design of knowledge base and inference machine is completed. The system can effectively diagnose the fault of flight control computer and realize all the algorithm functions by software design. Finally, in order to verify the rationality and correctness of the design scheme. The test scheme from part to whole is established, and the single function test and on-line debugging of the system are completed. The functions of the system are running normally, the system can respond to the instructions correctly, and the overall performance of the system meets the design requirements. The fault of injection can be detected effectively, which is proved by a large number of system tests and tests. The automatic detection and fault diagnosis system based on 586-Driver board can meet the requirements of a flight control computer.
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V279;V247.12

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本文编号：1452922