多旋翼故障诊断 & 容错控制
✧ 30章 完整目录 ✧
01
课程导论
多旋翼发展现状
故障诊断与容错意义
课程概览与学习目标
02
多旋翼动力学基础
坐标系定义
刚体运动学与动力学
控制效率矩阵推导
03
传感器系统与故障模式
IMU/GPS/磁力计/气压计
原理与常见故障类型
04
执行器系统与故障模式
无刷电机与螺旋桨模型
电调原理
卡死/失效/部分失效
05
故障诊断基础
解析模型方法
信号处理方法
知识方法概述
06
基于观测器的故障诊断
龙伯格观测器
滑模观测器
自适应观测器
07
基于卡尔曼滤波的故障诊断
标准/扩展/无迹卡尔曼
状态与故障联合估计
08
基于神经网络的故障诊断
BP / RBF神经网络
深度学习模式识别
09
基于支持向量机的故障诊断
SVM原理
多分类策略
核函数与参数优化
10
传感器故障诊断案例
GPS欺骗检测
IMU漂移检测
磁力计干扰检测
11
执行器故障诊断案例
电机卡死检测
螺旋桨损伤检测
电调故障检测
12
容错控制基础
被动/主动容错
控制分配策略
系统重构方法
13
控制分配方法
伪逆法 / 链式递增
动态控制分配
二次规划优化
14
基于滑模控制的容错控制
滑模面设计
等效控制律
鲁棒性与抖振抑制
15
基于模型预测控制的容错控制
MPC原理
约束处理
故障下重规划
16
基于自适应控制的容错控制
模型参考自适应
自校正控制
直接/间接法
17
基于反步法的容错控制
反步法设计步骤
虚拟控制律
李雅普诺夫稳定性
18
传感器故障容错控制
传感器冗余管理
虚拟传感器重构
信息融合容错
19
执行器故障容错控制
控制效率矩阵重构
控制重分配
推力损失补偿
20
结构故障容错控制
机臂断裂/机身变形
动力学重构与控制
21
多旋翼故障诊断与容错控制仿真平台
MATLAB/Simulink搭建
PX4 SITL仿真
硬件在环测试
22
故障注入技术
软件/硬件故障注入
半实物仿真故障模拟
23
实时故障诊断系统设计
嵌入式实现
实时性分析
资源约束算法优化
24
无人机健康管理
剩余寿命预测
健康指标构建
预测与健康管理框架
25
多无人机协同故障诊断
分布式诊断架构
一致性算法
通信约束协同
26
多无人机协同容错控制
编队重构
任务重分配
通信拓扑切换容错
27
基于强化学习的容错控制
Q学习 / 深度Q网络
策略梯度方法应用
28
实验验证
室内定位系统
风洞实验
实际飞行测试案例
29
适航标准与安全性分析
DO-178C / ARP4761
故障树分析
FMEA
30
课程总结与前沿展望
技术瓶颈与方向
开源资源与学习路径