RM3100 飛控設(shè)備 磁場檢測 航向測量 所謂無人機(jī)的飛控,就是無人機(jī)的飛行控制系統(tǒng),
主要有陀螺儀(飛行姿態(tài)感知),加速計(jì),地磁感應(yīng)
飛控
飛控
,氣壓傳感器(懸停高度粗略控制),超聲波傳感器(低空高度***控制或避障),光流傳感器(懸停水平位置***確定),GPS模塊(水平位置高度粗略定位),以及控制電路組成。主要的功能就是自動保持飛機(jī)的正常飛行姿態(tài)。
折疊編輯本段特點(diǎn)
無人機(jī)飛控是指能夠穩(wěn)定無人機(jī)飛行姿態(tài),并能控制無人機(jī)自主或半自主飛行的控制系統(tǒng),是無人機(jī)的大腦。
隨著智能化的發(fā)展,當(dāng)今的無人機(jī)已不僅***于固定翼與傳統(tǒng)直升機(jī)形式,已經(jīng)涌現(xiàn)出四軸、六軸、單軸、矢量控制等多種形式。
固定翼無人機(jī)飛行的控制通常包括方向、副翼、升降、油門、襟翼等控制舵面,通過舵機(jī)改變飛機(jī)的翼面,產(chǎn)生相應(yīng)的扭矩,控制飛機(jī)轉(zhuǎn)彎、爬升、俯沖、橫滾等動作。
傳統(tǒng)直升機(jī)形式的無人機(jī)通過控制直升機(jī)的傾斜盤、油門、尾舵等,控制飛機(jī)轉(zhuǎn)彎、爬升、俯沖、橫滾等動作。
多軸形式的無人機(jī)一般通過控制各軸槳葉的轉(zhuǎn)速來控制無人機(jī)的姿態(tài),以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎、爬升、俯沖、橫滾等動作。
對于固定翼無人機(jī),一般來說,在姿態(tài)平穩(wěn)時,控制方向舵會改變飛機(jī)的航向,通常會造成一定角度的橫滾,在穩(wěn)定性好的飛機(jī)上,看起來就像汽車在地面轉(zhuǎn)彎一般,可稱其為測滑。方向舵是***常用做自動控制轉(zhuǎn)彎的手段,方向舵轉(zhuǎn)彎的缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)彎半徑相對較大,較副翼轉(zhuǎn)彎的機(jī)動性略差。 副翼的作用是進(jìn)行飛機(jī)的橫滾控制。固定翼飛機(jī)當(dāng)產(chǎn)生橫滾時,會向橫滾方向進(jìn)行轉(zhuǎn)彎,同時會掉一定的高度。 升降舵的作用是進(jìn)行飛機(jī)的俯仰控制,拉桿抬頭,推桿低頭。拉桿時飛機(jī)抬頭爬升,動能朝勢能的轉(zhuǎn)換會使速度降低,因此在控制時要監(jiān)視空速,避免因?yàn)檫^分拉桿而導(dǎo)致失速。 油門舵的作用是控制飛機(jī)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速,加大油門量會使飛機(jī)增加動力,加速或爬升,反之則減速或降低。
了解了各舵的控制作用,我們開始討論一下升降舵和油門的控制。固定翼飛機(jī)都有一個***時速被稱做失速速度,當(dāng)?shù)陀谶@個速度的時候飛機(jī)將由于無法獲得足夠的升力而導(dǎo)致舵效失效,飛機(jī)失控。通過飛機(jī)的空速傳感器我們可以實(shí)時獲知飛機(jī)的當(dāng)前空速,當(dāng)空速降低時必須通過增加油門或推桿使飛機(jī)損失高度而換取空速的增加,當(dāng)空速過高時減小油門或拉桿使飛機(jī)獲得高度而換取空速的降低。因此固定翼飛機(jī)有兩種不同的控制模式,根據(jù)實(shí)際情況的使用而供用戶選擇: ***種控制方式是,根據(jù)設(shè)定好的目標(biāo)空速,當(dāng)實(shí)際空速高于目標(biāo)空速時,控制升降舵拉桿,反之推桿;那空速的高低影響了高度的高低,于是采用油門來控制飛機(jī)的高度,當(dāng)飛行高度高于目標(biāo)高度時,減小油門,反之增加油門。由此我們可以來分析,當(dāng)飛機(jī)飛行時,如果低于目標(biāo)高度,飛控控制油門增加,導(dǎo)致空速增加,再導(dǎo)致飛控控制拉桿,于是飛機(jī)上升;當(dāng)飛機(jī)高度高于目標(biāo)高度,飛控控制油門減小,導(dǎo)致空速減小,于是飛控再控制推桿,使高度降低。這種控制方式的好處是,飛機(jī)始終以空速為***因素來進(jìn)行控制,因此***了飛行的安全,特別是當(dāng)發(fā)動機(jī)熄火等異常情況發(fā)生時,使飛機(jī)能繼續(xù)保持安全,直到高度降低到地面。這種方式的缺點(diǎn)在于對高度的控制是間接控制,因此高度控制可能會有一定的滯后或者波動。 ***種控制方式是:設(shè)定好飛機(jī)平飛時的迎角,當(dāng)飛行高度高于或低于目標(biāo)高度時,在平飛迎角的基礎(chǔ)上根據(jù)高度與目標(biāo)高度的差設(shè)定一個經(jīng)過PID控制器輸出的限制幅度的爬升角,由飛機(jī)當(dāng)前的俯仰角和爬升角的偏差來控制升降舵面,使飛機(jī)迅速達(dá)到這個爬升角,而盡快完成高度偏差的消除。但飛機(jī)的高度升高或降低后,必然造成空速的變化,因此采用油門來控制飛機(jī)的空速,即當(dāng)空速低于目標(biāo)空速后,在當(dāng)前油門的基礎(chǔ)上增加油門,當(dāng)前空速高于目標(biāo)空速后,在當(dāng)前油門的基礎(chǔ)上減小油門。這種控制方式的好處是能對高度的變化進(jìn)行***時間的反應(yīng),因此高度控制較好,缺點(diǎn)是當(dāng)油門失效時,比如發(fā)動機(jī)熄火發(fā)生時,由于高度降低飛控將使飛機(jī)保持經(jīng)過限幅的仰角,***終由于動力的缺乏導(dǎo)致失速。 因此,兩種控制模式根據(jù)實(shí)際情況而選用。我們選用的是***種控制模式,并增加了當(dāng)空速低于一定速度的時候,認(rèn)為異常發(fā)生,立刻轉(zhuǎn)為***種控制模式以***飛機(jī)的安全。
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2024-06-17 |
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