1.一种多旋翼无人飞行器性能测试平台,其特征在于,包括底座、立柱、顶架、性能测试仪器和计算处理中心,此外还包括环绕在四周的外部围网;其中:所述立柱的底部通过球头万向轴承连接在底座上,该立柱的顶部通过球头万向轴承连接在顶架上;所述顶架通过弹性拉索悬挂在外部刚性体上;所述多旋翼无人飞行器的机架上设有套环,该套环套在所述立柱上形成滑动结构;
所述外部围网包括围网支架和柔性织网;
所述性能测试仪器包括设置在多旋翼无人飞行器上的用于测量多旋翼无人飞行器飞行姿态信息及工况信息的机上测试仪器,以及设置在所述测试平台上的用于测量多旋翼无人飞行器的外部响应信息的地面测试仪器;其中,所述机上测试仪器包括运动姿态传感器及工况传感器;所述地面测试仪器包括电流传感器、拉力传感器、测距传感器、水平仪以及影像设备,其中,所述电流传感器用于测量多旋翼无人飞行器电控系统的工作电流,该电流传感器设置在电源供电线路中;所述拉力传感器用于测量多旋翼无人飞行器的升力,该拉力传感器的下端连接在底座上,上端连接在多旋翼无人飞行器的机身上;所述测距传感器用于测量多旋翼无人飞行器的飞行高度,该测距传感器设置于底座上;所述水平仪用于测量测试平台的水平情况,该水平仪设置于底座水平面上;所述影像设备用于摄制测试过程并记录多旋翼无人飞行器各关键部件的热像,该影像设备设置于围网支架上;
所述计算处理中心包括数据采集单元和数据分析单元,数据采集单元用于将性能测试仪器中采集到的测试信号发送给数据分析单元;所述数据分析单元用于根据数据采集单元获取的测试信号进行运算和存储,获得多旋翼无人飞行器性能测试结果。
2.根据权利要求1所述的多旋翼无人飞行器性能测试平台,其特征在于,所述底座的上侧设有下滑动装置,该下滑动装置包括沿径向设置在底座上的下滑轨以及设置在下滑轨上的下滑块,所述立柱的下端通过球头万向轴承连接在下滑块上;当下滑块调节到确定位置后,该下滑块通过螺丝固定在下滑轨上;
所述顶架的下侧设有上滑动装置,该上滑动装置包括沿径向设置在顶架上的上滑轨以及设置在上滑轨上的上滑块,所述立柱的上端通过球头万向轴承连接在上滑块上;当上滑块调节到确定位置后,该上滑块通过设螺丝固定在上滑轨上。
3.根据权利要求2所述的多旋翼无人飞行器性能测试平台,其特征在于,所述底座的中部设有重力块。
4.根据权利要求1所述的多旋翼无人飞行器性能测试平台,其特征在于,所述立柱的上下两端设有上限位销和下限位销,所述上限位销和下限位销之间的立柱表面设有刻度。
5.根据权利要求4所述的多旋翼无人飞行器性能测试平台,其特征在于,所述上限位销和下限位销由套设在立柱上的圆环状阻尼器构成。
6.根据权利要求1所述的多旋翼无人飞行器性能测试平台,其特征在于,所述运动姿态传感器是全球定位系统定位传感器或陀螺仪或航姿参考系统或惯性测量单元,用于测量多旋翼无人飞行器的运动姿态参数,该运动姿态参数包括位置、速度、高度、航向和倾角;所述工况传感器是工作温度传感器、转速传感器或振动传感器中的一种或多种。
7.一种应用权利要求1~6中任一项所述的多旋翼无人飞行器性能测试平台实现的多旋翼无人飞行器载荷性能测试方法,其特征在于,包括如下步骤:a.将安装好套环的多旋翼无人飞行器套在测试平台的立柱上,将拉力传感器连接于飞行器机身的重心垂直轴上;
b.接通飞行器及测试平台电源,遥控多旋翼无人飞行器飞行至合适的高度,绷紧机身与拉力传感器的连接绳索,然后逐渐加大遥控油门至油门最大值;
c.数据采集单元根据设定的频率记录多旋翼无人飞行器从起飞到油门推至最大值期间:遥控器油门开度,拉力传感器、电流传感器、测距传感器输出的数据以及各关键部件的热像,并发送至数据分析单元处理,数据分析单元经载荷性能分析计算得出无人飞行器的载荷性能参数并生成相应的性能参数报告;
所述载荷性能参数包括额定载荷和极限载荷,其中:
所述额定载荷是指:当绷紧机身与拉力传感器的连接绳索后,逐渐加大油门开度,同时电流I也在增加,当V供电电压*I单个电机电流=P单个电机额定功率时,记录此时拉力传感器的读数F为该飞行器的额定载荷值;
所述极限载荷是指:当绷紧机身与拉力传感器的连接绳索后,逐渐加大油门至100%,持续运转一定的时间后若飞行器未出现异常,记录持续时间及此时拉力传感器的读数F为该飞行器的极限载荷值。
8.一种应用权利要求1~6中任一项所述的多旋翼无人飞行器性能测试平台实现的多旋翼无人飞行器抗风性能测试方法,其特征在于,包括如下步骤:a.将安装好套环的多旋翼无人飞行器套在测试平台的立柱上,给被测飞行器添加适当的载荷,并将测试平台及飞行器移至风洞试验段中;
b.接通飞行器及测试平台电源,遥控多旋翼无人飞行器飞行至合适的高度,让其处于定高自稳飞行状态;
c.由小到大逐步调整风洞试验段中的风速,使被测的多旋翼无人飞行器置于不同等级风速的风洞环境中飞行;
d.数据采集单元根据设定的频率记录多旋翼无人飞行器从起飞到测试结束期间:遥控器油门开度,电流传感器、测距传感器、机上运动姿态传感器和工况传感器输出的数据以及各关键部件的热像,并发送至数据分析单元处理,数据分析单元经抗风性能分析计算得出飞行器的抗风性能参数并生成相应的性能参数报告;
所述抗风性能计算方法为:当风速等级为k时,机上运动姿态传感器输出无人飞行器的机身倾斜角度为αk,通过不断增加风速等级至n,无人飞行器最终会由于倾斜角度αn过大而失去平衡,即被测无人飞行器的最大抗风等级为n-1;且对比在不同等级风速时电流传感器所得的电流值I及其它传感器所得的与稳定状态时相比的偏移值S来综合分析无人飞行器在不同等级风速时其抗风性能的好坏,电流值I越小和偏移值S越小,抗风能力越强。
9.一种应用权利要求1~6中任一项所述的多旋翼无人飞行器性能测试平台实现的多旋翼无人飞行器稳定性能测试方法,其特征在于,包括如下步骤:a.将安装好套环的多旋翼无人飞行器套在测试平台的立柱上;
b.接通飞行器及测试平台电源,连接好机上运动姿态传感器,遥控多旋翼无人飞行器飞行至合适的高度,让其处于定高自稳飞行状态;
c.用外力给多旋翼无人飞行器施加外部扰动激励信号,并同步记录扰动激励信号的输入时间和强度;
d.数据采集单元根据设定的频率记录扰动激励信号输入后多旋翼无人飞行器机上运动姿态传感器和工况传感器输出的数据以及各关键部件的热像,并发送至数据分析单元处理,数据分析单元结合飞行器抗扰动恢复达到稳态的时间,经稳定性能分析计算得出飞行器的稳定性能参数并生成相应的性能参数报告;
所述稳定性能的计算方法为:在被测无人飞行器的一侧加以不同程度的扰动信号R,无人飞行器机身会发生摇晃及倾斜,最终会因为扰动信号过大导致倾斜角度过大而失去平衡,当无人飞行器失去平衡时的扰动信号Rk即为被测无人飞行器的极限扰动值,对比机上运动姿态传感器输出的由扰动信号R1、R2、……、Rk-1引起的无人飞行器摇晃的幅度值A及恢复平衡的时间值T来分析被测无人飞行器稳定性能的好坏,在某一等级的扰动信号R下,飞行器摇晃的幅度值A越小和恢复平衡的时间T越小,表示飞行器的稳定性能越好。
10.一种应用权利要求1~6中任一项所述的多旋翼无人飞行器性能测试平台实现的多旋翼无人飞行器可靠性能测试方法,其特征在于,包括如下步骤:a.将安装好套环的多旋翼无人飞行器套在测试平台的立柱上,给被测飞行器添加适当的载荷;
b.根据不同的可靠性指标测试需求,设定不同的可靠性验证试验,将飞行器置于相应的验证试验测试环境中;
c.接通飞行器及测试平台电源,遥控多旋翼无人飞行器飞行至合适的高度,让其处于定高自稳飞行状态;
d.数据采集单元根据设定的频率记录不同验证试验测试环境中多旋翼无人飞行器机上运动姿态传感器及工况传感器输出的数据以及各关键部件的热像,并发送至数据分析单元处理,数据分析单元结合飞行器的平均无故障工作间隔时间、飞行任务成功率、可靠度、累积失效概率,经可靠性能分析计算得出飞行器的可靠性能参数并生成相应的性能参数报告。