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無人機飛控是什么意思?

來源:蒙飛植保無人機

導讀: 無人機飛控是指能夠穩定無人機飛行姿態,并能控制無人機自主或半自主飛行的控制系統,是無人機完成起飛、空中飛行、執行任務和返場回收等整個飛行過程的核心系統,被稱為無人機的大腦,是無人機最核心的技術之一。飛 ...

無人機飛控是指能夠穩定無人機飛行姿態,并能控制無人機自主或半自主飛行的控制系統,是無人機完成起飛、空中飛行、執行任務和返場回收等整個飛行過程的核心系統,被稱為無人機的大腦,是無人機最核心的技術之一。飛控一般包括傳感器、機載計算機和伺服作動設備三大部分,它主要的功能就是自動保持飛機的正常飛行姿態,包括了地磁感應、超聲波傳感器、光流傳感器、控制電路、加速計、氣壓傳感器、GPS模塊以及陀螺儀組成。

在各種無人機中,固定翼無人機的飛控通常包括副翼、方向、油門、升降、襟翼等控制舵面,通過舵機改變飛機的翼面,產生相應的扭矩,控制飛機轉彎、爬升、俯沖、橫滾等動作。而多旋翼無人機則通過控制各軸槳葉的轉速來控制無人機的姿態,直升機式無人機通過控制直升機的傾斜盤、油門、尾舵等。

 

無人機飛控有哪一些作用

對于固定翼無人機來說,在姿態平穩時,控制方向舵會改變飛機的航向,通常會造成一定角度的橫滾,在穩定性好的飛機上,看起來就像汽車在地面轉彎一般,可稱其為測滑。方向舵是最常用做自動控制轉彎的手段,方向舵轉彎的缺點是轉彎半徑相對較大,較副翼轉彎的機動性略差。 副翼的作用是進行飛機的橫滾控制。

固定翼飛機當產生橫滾時,會向橫滾方向進行轉彎,同時會掉一定的高度。 升降舵的作用是進行飛機的俯仰控制,拉桿抬頭,推桿低頭。拉桿時飛機抬頭爬升,動能朝勢能的轉換會使速度降低,因此在控制時要監視空速,避免因為過分拉桿而導致失速。 油門舵的作用是控制飛機發動機的轉速,加大油門量會使飛機增加動力,加速或爬升,反之則減速或降低。

而在升降舵和油門的控制方面。固定翼飛機都有一個最低時速被稱做失速速度,當低于這個速度的時候飛機將由于無法獲得足夠的升力而導致舵效失效,飛機失控。通過飛機的空速傳感器可以實時獲知飛機的當前空速,當空速降低時必須通過增加油門或推桿使飛機損失高度而換取空速的增加,當空速過高時減小油門或拉桿使飛機獲得高度而換取空速的降低。因此,固定翼飛機有兩種不同的控制模式,根據實際情況的使用而供用戶選擇:

第一種控制方式是,根據設定好的目標空速,當實際空速高于目標空速時,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的高度,當飛行高度高于目標高度時,減小油門,反之增加油門。

當飛機飛行時,如果低于目標高度,飛控控制油門增加,導致空速增加,再導致飛控控制拉桿,于是飛機上升;當飛機高度高于目標高度,飛控控制油門減小,導致空速減小,于是飛控再控制推桿,使高度降低。這種控制方式的好處是,飛機始終以空速為第一因素來進行控制,因此保證了飛行的安全,特別是當發動機熄火等異常情況發生時,使飛機能繼續保持安全,直到高度降低到地面。這種方式的缺點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。

第二種控制方式是:設定好飛機平飛時的迎角,當飛行高度高于或低于目標高度時,在平飛迎角的基礎上根據高度與目標高度的差設定一個經過PID控制器輸出的限制幅度的爬升角,由飛機當前的俯仰角和爬升角的偏差來控制升降舵面,使飛機迅速達到這個爬升角,而盡快完成高度偏差的消除。

但飛機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的空速,即當空速低于目標空速后,在當前油門的基礎上增加油門,當前空速高于目標空速后,在當前油門的基礎上減小油門。這種控制方式的好處是能對高度的變化進行第一時間的反應,因此高度控制較好,缺點是當油門失效時,比如發動機熄火發生時,由于高度降低飛控將使飛機保持經過限幅的最大仰角,最終由于動力的缺乏導致失速。

因此,兩種控制模式根據實際情況而選用。

 


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