谷海红 ， 郑金松 ， 蒋庆刚 ， 杨晓红

（1.河南理工大学鹤壁工程技术学院，河南 鹤壁 458030；2.鹤壁职业技术学院，河南 鹤壁 458030）

1 多旋翼无人机的技术框架及技术特点

多旋翼无人机主要由传感器、导航系统、控制系统、动力系统、故障诊断系统、决策及规划系统组成。

1）传感器作为多旋翼无人机感知系统的重要组成部分，其作用不言而喻，良好的传感器数据为导航系统的解算提供了扎实的数据基础。

2）导航系统则结合不同的传感器数据，使用最优估计算法进行多旋翼飞行器的状态参量计算，如飞行器的姿态角、速度、位置等，一个良好的最优估计算法能够为控制系统、故障诊断系统、决策及规划系统提供准确的反馈数据。

3）控制系统是保障多旋翼飞行器飞行稳定的核心系统，主要由基于反馈的控制算法组成。

4）动力系统则主要由电池、电机、电调及桨叶组成，该系统为多旋翼无人机提供升力。事实上，该系统也是一个完整的反馈控制系统，其中，电调通过对电机的电流、电压采样形成反馈控制律，控制电机达到预期转速，为多旋翼飞行器提供合适的升力[1]。

5）故障诊断系统则根据导航系统、控制系统的中间参量进行诊断，实时地给出子系统运行健康状况，如多旋翼无人机的某一组桨叶出现破损，导致飞行器升力不足，此时，故障诊断系统会迅速诊断出该故障，并提示控制系统切换对应的故障预案，以保证飞行器的飞行安全。

6）决策及规划系统负责实现“业务级”的决策，如无人机的避障与路径规划，电量不足与传感器异常时的紧急预案等。……