CN108387843A - 一种无人机电机故障在线检测方法 - Google Patents

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黄健
王勇
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Guangdong Xianglong Aeronautical Technology Co Ltd
Dongguan South China Design and Innovation Institute
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Guangdong Xianglong Aeronautical Technology Co Ltd
Dongguan South China Design and Innovation Institute
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
    • G01R31/343—Testing dynamo-electric machines in operation

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

本发明公开了一种无人机电机故障在线检测方法，包括以下步骤：A、采集电机运行过程中的电机转速信号、电机输出电流信号和电压输入信号；B、特征提取模块提取采集数据的特征值；C、数据特征值输入至控制芯片中进行处理，并输出至比较模块中进行比较；D、控制芯片将比较结果通过信号传输模块传输至后台监控中心，本发明采用的检测方法能够提高检测效率，而且检测精度高，提高了故障检修效率。

Description

一种无人机电机故障在线检测方法
技术领域
本发明涉及电机故障检测技术领域，具体为一种无人机电机故障在线检测方法。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。无人机实际上是无人驾驶飞行器的统称，从技术角度定义可以分为：无人固定翼飞机、无人垂直起降飞机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人伞翼机等。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点。由于无人驾驶飞机对未来空战有着重要的意义，世界各主要军事国家都在加紧进行无人驾驶飞机的研制工作。2013年11月，中国民用航空局(CA)下发了《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》，由中国AOPA协会负责民用无人机的相关管理。根据《规定》，中国内地无人机操作按照机型大小、飞行空域可分为11种情况，其中仅有116千克以上的无人机和4600立方米以上的飞艇在融合空域飞行由民航局管理，其余情况，包括日渐流行的微型航拍飞行器在内的其他飞行，均由行业协会管理、或由操作手自行负责。
如今，城市与乡村，都在因无人机的出现而发生改变，如若生活在农村地区，你会惊叹于无人机在提升偏远地区的运输能力以及提高农业生产效率上的杰出表现；如果作为城市中的一员，你也会惊喜的看到无人机在解决龟速物流以及城市规划建设管理中非同凡响的作用。在这个技术吞噬世界的时代，无人机正在像空气无孔不入地渗入到人们的日常生活中，在人潮拥挤的大城市，以及另一端的乡村。
在乡村地区，从无人机飞入农田的那一刻起，便意味着农业生产方式将再次发生变革。因为无人机正在为农业提供一种现代化的高效率、低成本的植保方式，帮助农民渐进的改进农业作业方式。在传统农业生产中，农民施肥、喷洒农药、以及对病虫害灾情的预防全凭经验，在作业过程中，对每片土地和庄稼事必躬亲。这种粗放的作业方式，强度大、效率又低，而无人机将会是由繁重的体力劳动、高成本、低效益向解放生产力、低成本、高效益转变的重要手段，无人机技术的深入和使用，将使现有的农田耕作变得更高效、更节约资源和环境友好。
目前，无人机电机出现故障时无法实现故障数据的实时传输，导致检修效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人机电机故障在线检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无人机电机故障在线检测方法，包括以下步骤：
A、采集电机运行过程中的电机转速信号、电机输出电流信号和电压输入信号；
B、特征提取模块提取采集数据的特征值；
C、数据特征值输入至控制芯片中进行处理，并输出至比较模块中进行比较；
D、控制芯片将比较结果通过信号传输模块传输至后台监控中心。
优选的，所述步骤B中特征值提取方法包括以下步骤：
a、将采集的数据压缩成数据包，将数据包分割成多个固定长度的数据段，获取分割得到的数据段的偏移值；
b、对数据段的进行归类，生成与数据段及其偏移值对应的数据段类型值，且生成的数据段类型值与接收的数据包对应；
c、根据接收到的数据包生成样本集，获取数据段类型值在样本集内的数据包中对应的偏移值的数量，提取其数量大于或等于偏移值命中阈值的偏移值；
d、获取所述提取的偏移值对应的数据段类型值，将提取的偏移值及数据段类型值作为与样本集对应的特征码，完成对数据特征的提取。
优选的，所述步骤D中信号传输模块包括ARM芯片、ZigBee芯片、时钟单元、片外存储单元以及接口转换单元，所述ARM芯片分别连接ZigBee芯片、时钟单元、片外存储单元以及接口转换单元；所述接口转换单元包括分别与所述ARM芯片相连的WIFI接口单元、LIN接口单元、CAN接口单元、I2C接口电路和RS232/485接口单元。
优选的，所述步骤A中电机转速信号采用转速传感器采集；所述电机输出电流信号和电压输入信号均采用霍尔传感器采集。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明采用的检测方法能够提高检测效率，而且检测精度高，提高了故障检修效率。
(2)本发明采用的特征值提取方法可以根据数据包中数据段出现的规律性提取出相应的数据段类型值作为特征码，使得数据包特征提取方法可以适配所有的数据包种类，进一步提高了检测的精确性。
(3)本发明采用的信号传输模块抗干扰能力强，适应性好，能够支持与多个接口转化处理，能够适用恶劣的工作环境，提高了信号的传输效率。
附图说明
图1为本发明检测流程图；
图2为本发明信号传输模块原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种无人机电机故障在线检测方法，包括以下步骤：
A、采集电机运行过程中的电机转速信号、电机输出电流信号和电压输入信号；
B、特征提取模块提取采集数据的特征值；
C、数据特征值输入至控制芯片中进行处理，并输出至比较模块中进行比较；
D、控制芯片将比较结果通过信号传输模块传输至后台监控中心。
其中，步骤A中电机转速信号采用转速传感器采集；所述电机输出电流信号和电压输入信号均采用霍尔传感器采集。
本发明中，步骤B中特征值提取方法包括以下步骤：
a、将采集的数据压缩成数据包，将数据包分割成多个固定长度的数据段，获取分割得到的数据段的偏移值；
b、对数据段的进行归类，生成与数据段及其偏移值对应的数据段类型值，且生成的数据段类型值与接收的数据包对应；
c、根据接收到的数据包生成样本集，获取数据段类型值在样本集内的数据包中对应的偏移值的数量，提取其数量大于或等于偏移值命中阈值的偏移值；
d、获取所述提取的偏移值对应的数据段类型值，将提取的偏移值及数据段类型值作为与样本集对应的特征码，完成对数据特征的提取。本发明采用的特征值提取方法可以根据数据包中数据段出现的规律性提取出相应的数据段类型值作为特征码，使得数据包特征提取方法可以适配所有的数据包种类，进一步提高了检测的精确性。
本发明中，步骤D中信号传输模块包括ARM芯片1、ZigBee芯片2、时钟单元3、片外存储单元4以及接口转换单元5，所述ARM芯片1分别连接ZigBee芯片2、时钟单元3、片外存储单元4以及接口转换单元5；所述接口转换单元5包括分别与所述ARM芯片1相连的WIFI接口单元6、LIN接口单元7、CAN接口单元8、I2C接口电路9和RS232/485接口单元10。本发明采用的信号传输模块抗干扰能力强，适应性好，能够支持与多个接口转化处理，能够适用恶劣的工作环境，提高了信号的传输效率。
综上所述，本发明采用的检测方法能够提高检测效率，而且检测精度高，提高了故障检修效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种无人机电机故障在线检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、采集电机运行过程中的电机转速信号、电机输出电流信号和电压输入信号；
B、特征提取模块提取采集数据的特征值；
C、数据特征值输入至控制芯片中进行处理，并输出至比较模块中进行比较；
D、控制芯片将比较结果通过信号传输模块传输至后台监控中心。
2.根据权利要求1所述的一种无人机电机故障在线检测方法，其特征在于：所述步骤B中特征值提取方法包括以下步骤：
a、将采集的数据压缩成数据包，将数据包分割成多个固定长度的数据段，获取分割得到的数据段的偏移值；
b、对数据段的进行归类，生成与数据段及其偏移值对应的数据段类型值，且生成的数据段类型值与接收的数据包对应；
c、根据接收到的数据包生成样本集，获取数据段类型值在样本集内的数据包中对应的偏移值的数量，提取其数量大于或等于偏移值命中阈值的偏移值；
d、获取所述提取的偏移值对应的数据段类型值，将提取的偏移值及数据段类型值作为与样本集对应的特征码，完成对数据特征的提取。
3.根据权利要求1所述的一种无人机电机故障在线检测方法，其特征在于：所述步骤D中信号传输模块包括ARM芯片(1)、ZigBee芯片(2)、时钟单元(3)、片外存储单元(4)以及接口转换单元(5)，所述ARM芯片(1)分别连接ZigBee芯片(2)、时钟单元(3)、片外存储单元(4)以及接口转换单元(5)；所述接口转换单元(5)包括分别与所述ARM芯片(1)相连的WIFI接口单元(6)、LIN接口单元(7)、CAN接口单元(8)、I2C接口电路(9)和RS232/485接口单元(10)。
4.根据权利要求1所述的一种无人机电机故障在线检测方法，其特征在于：所述步骤A中电机转速信号采用转速传感器采集；所述电机输出电流信号和电压输入信号均采用霍尔传感器采集。
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