仪器仪表学报

作者：刘连胜1，张哲彦2，王志亮3，彭宇1

单位：刘连胜1，张哲彦2，王志亮3，彭宇1,（1?哈尔滨工业大学测控工程系哈尔滨150080； 2?清华大学精密仪器系北京100084；3?中国航发哈尔滨东安发动机有限公司试验中心哈尔滨150060）,

关键词：关键词：无人机;飞控系统;物理模型;姿态感知;异常检测

基金：*基金项目：国家自然科学基金（61803121，61701131）、中国博士后科学基金（2019M651277）项目资助

摘要：为解决四旋翼无人机飞控系统因缺少异常感知数据而难以评估其运行状态的问题，提出一种基于物理仿真模型生成异常姿态数据的方法。首先，通过定义四旋翼无人机的运动坐标系，结合牛顿?欧拉公式建立无人机运动方程，设计飞控系统控制回路，利用Simulink软件构建飞控系统物理仿真模型，为生成异常感知数据提供实验环境。其次，在利用实际姿态感知数据验证仿真模型可用的基础上，通过异常注入来生成姿态的异常数据。最后，以基于主成分分析的异常检测方法为例，评估生成异常感知数据的应用效果。实验结果表明，所提方法能够有效地生成恒偏差和漂移两种异常姿态感知数据，基于主成分分析方法开展的异常检测结果：误检率处于2%～74%，正确率处于73%～97%。因此，所提的感知数据生方法可为改进检测方法性能提供相应的数据支撑。

来源：2020年第4期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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