自主飞行系统故障排查实战指南

📚 共计 30 章节
01
故障排查基础:认识飞控系统核心架构与日志体系
飞控硬件/软件栈,日志记录原理,初步诊断思路
入门日志
02
传感器故障(一):IMU(加速度计/陀螺仪)数据异常分析与校准
六轴数据解读,零偏/温漂,六面校准方法
IMU校准
03
传感器故障(二):磁力计(罗盘)干扰与GPS/RTK定位漂移
硬磁/软磁干扰,椭球拟合,GPS多路径效应
罗盘GPS
04
传感器故障(三):气压计与空速管堵塞/冻冰问题
静压孔堵塞,空速管加温,气压计滤波
气压计空速
05
执行器故障:电机/电调不响应、堵转、桨叶平衡与振动分析
PWM信号检测,电调校准,桨叶动平衡
电机振动
06
通信链路故障:RC遥控器失控、数传/图传丢包与延时
RSSI分析,频率干扰,Mavlink延迟排查
遥控数传
07
电源系统故障:电压跌落、BEC过载、电池电量跳变
电源模块检测,BEC限流,电池内阻评估
电源BEC
08
姿态控制异常:起飞侧翻、悬停不稳、偏航漂移
PID姿态环,陀螺噪声,重心校准
姿态PID
09
位置控制异常:GPS模式下飘移、定高模式下掉高
位置环调参,气压计/声呐融合,GPS精度
定位定高
10
震动与共振:频谱分析、减震设计与滤波器调参
FFT分析,减震球选择,陷波滤波器
震动滤波器
11
EKF/卡尔曼滤波故障:协方差发散、状态估计异常
EKF参数,协方差监控,传感器权重调整
EKF估计
12
参数调优误区:PID参数整定不当引发的振荡与发散
P/D增益极限,积分饱和,调参顺序
PID调参
13
固件与软件故障:PX4/ArduPilot版本兼容性与配置错误
固件升级,参数默认值,混合固件问题
固件PX4
14
地面站故障:Mission Planner/QGC连接异常与参数读写失败
驱动/端口,MAVLink路由,参数闪存
地面站QGC
15
日志分析实战(一):使用Flight Review/ULog读取关键数据
ULog解析,Flight Review图表,关键报文
日志Flight Review
16
日志分析实战(二):通过日志定位传感器噪声与执行器延迟
噪声频谱,执行器响应时间,时间戳分析
噪声延迟
17
日志分析实战(三):复现与回放故障场景(Log Replay)
Gazebo回放,离线模拟,故障复现
回放仿真
18
安全机制故障:Failsafe触发逻辑、RTL行为异常
Failsafe参数,RTL路径,电池保护
安全RTL
19
避障系统故障:激光雷达/视觉传感器数据融合错误
点云异常,TOF干扰,避障使能
避障激光
20
光流与视觉里程计故障:低纹理环境下的定位丢失
光流质量,特征点跟踪,VIO失效
光流VIO
21
室内飞行故障:无GPS环境下的光流/VIO定位失效
室内定位源,声纳/激光辅助,漂移补偿
室内无GPS
22
编队飞行故障:机间通信延迟与碰撞规避逻辑异常
DDS/MAVLink延迟,碰撞锥,编队保持
编队通信
23
高海拔/低温环境故障:空气密度变化对推力的影响
海拔补偿,桨效下降,电池低温
高海拔低温
24
电磁兼容性(EMC)故障:电机干扰对罗盘/GPS的影响
EMI滤波,屏蔽,电源走线
EMC干扰
25
机械结构故障:机架共振、连接器松动、线缆磨损
模态分析,防松设计,线缆固定
结构共振
26
人为操作失误:解锁失败、模式切换错误、紧急停桨误触
解锁条件,模式映射,安全开关
操作安全
27
故障模拟与注入测试:如何安全地制造故障进行演练
软件注入,硬件故障模拟,测试流程
模拟测试
28
故障排查方法论:5W2H分析法与故障树分析(FTA)
结构化排故,FTA构建,根因分析
方法论FTA
29
现场快速排故流程:外场10分钟快速诊断清单
快速检查单,LED状态,传感器自检
外场速查
30
综合案例复盘:从炸机到修复的完整排故过程
真实案例,故障树复盘,修复验证
案例复盘