多旋翼飞控故障保护与应急返航

📚 共计 30 章节

故障保护概述

多旋翼常见故障类型 · 系统架构与设计原则

传感器执行器链路

传感器故障检测与隔离

IMU/磁力计/气压计故障诊断与异常处理

残差一致性IMU

执行器(电机/电调)故障处理

堵转检测 · 通信丢失 · 混控重构策略

六轴变四轴冗余

GPS/RTK信号丢失与异常

卫星颗数/HDOP · 惯性导航辅助 · 应急悬停

通信链路(RC/数传)丢失

Failsafe策略 · 心跳超时 · 链路恢复逻辑

悬停返航降落

电池电压/电量低保护

低电量分级告警 · SOC估算 · 强制降落

电压检测安全着陆

应急返航(RTL)总体逻辑

触发条件 · 路径规划 · 返航点动态更新

直线返航爬升

返航高度与安全策略

高度设定 · 爬升/水平控制 · 避障逻辑

障碍物安全

返航过程中的传感器融合

GPS/INS/视觉融合 · 偏航校正 · 高度融合

磁力计气压计

自动降落逻辑

降落点检测 · 速度控制 · 地面效应补偿

电机锁定垂直降落

紧急降落(Land Now)

严重故障触发 · 强制降落优先级 · 姿态控制

悬停保护(Hold Mode)

触发条件 · 位置保持精度 · 时间限制与切换

悬停自动切换

故障保护优先级与状态机

故障等级划分 · 状态切换 · 多故障并发处理

警告致命状态机

ArduPilot/PX4故障保护配置

FS_* / COM_* 参数 · 调参与验证

故障保护日志分析

关键字段 · FlightPlot/ULogViewer 案例分析

日志故障标志

硬件冗余设计

双IMU/磁力计 · 双GPS · 电源/执行器冗余

冗余同轴电机

软件看门狗与任务监控

看门狗原理 · 任务超时 · Pre-arm Check

健康度自检

地理围栏(Geofence)保护

高度/距离/多边形 · 触发行为 · 参数设置

围栏悬停返航

震动异常检测与处理

震动对IMU影响 · 频谱分析 · 减震措施

温度异常保护

IMU/气压计温漂补偿 · 超限告警 · 主动散热

空速/风速异常处理

空速管堵塞 · 风速限制 · 自动降落

视觉/激光雷达传感器故障

VO失效 · LiDAR异常 · 健康度评估

视觉里程计激光雷达

编队飞行中的故障保护

通信丢失 · 队形保持 · 单机故障影响

载机(无人机平台)故障保护

结构损伤 · 重心偏移 · 桨叶破损检测

机架电流震动

数据链加密与安全

GPS欺骗防护 · 遥控信号劫持 · MAVLink加密

故障注入测试方法

SITL/HITL注入 · 实际飞行测试案例

软件在环硬件在环

行业应用中的故障保护

测绘/巡检 · 物流配送 · 安防监控

应用紧急降落点

法规与适航要求

FAA/EASA/CAAC · 适航认证测试项

故障保护系统调试与优化

参数调优 · 响应时间优化 · 误报/漏报平衡

综合案例实战

从零搭建故障保护系统 · 故障复现与解决

实战需求分析代码