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你知道固定翼无人机飞控系统有哪几种飞控模式吗?斑斓航空
来源: | 作者:斑斓航空 | 发布时间: 2022-03-16 | 568 次浏览 | 分享到:
你知道固定翼无人机飞控系统有哪几种飞控模式吗?斑斓航空

你知道固定翼无人机飞控系统有哪几种飞控模式吗?斑斓航空
无人机飞行控制系统是无人机用来稳定飞行姿态,控制无人机自主或半自动飞行的控制系统。它被称为无人机的大脑,是无人机起飞、飞行和返回的核心控制系统。无人机飞行控制系统包括三部分:传感器、机载计算机和伺服作动器。其主要作用是维持无人机的正常飞行姿态。它包括地磁感应、超声波传感器、光流量传感器、控制电路、加速度计、气压传感器、GPS模块和陀螺仪。
固定翼无人机的飞行控制包括副翼、方向、油门、升降、襟翼等控制舵面。方向舵改变无人机的翼面,产生相应的力矩,控制无人机的转弯、爬升、俯冲、翻滚等动作。多旋翼无人机通过控制各轴桨叶的转速来控制无人机的姿态,直升机式无人机控制直升机的倾斜盘、油门和尾舵。
当固定翼无人机姿态稳定时,控制方向舵会改变无人机的航向,通常会引起一定的滚转角。在稳定性好的无人机上,看起来就像汽车在地面上转弯,可以称之为侧滑。方向舵是自动控制转向最常用的手段。方向舵转弯的缺点是转弯半径比较大,比副翼转弯机动性稍差。副翼的作用是控制无人机的横滚。发生翻滚时会转向翻滚方向,同时会下降一定高度。升降舵用于控制无人机的俯仰,拉杆上升,推杆下降。拉杆向上爬升时,动能转化为势能会降低速度,所以控制时要监控空速,避免因拉杆过多而失速。油门的作用是控制无人机的发动机转速。加大油门会使无人机加大动力,加速或爬升,否则会减速或下降。
以及升降舵和加速器的控制。固定翼无人机有一个最小速度,叫做失速速度。当速度低于这个速度时,无人机会因为无法获得足够的升力而失去方向舵效应,失去控制。通过无人机的空速传感器可以实时得知无人机的当前空速。空速减小时,需要加大油门或推杆,使无人机失去高度,以换取空速的增加;空速过高时,需要降低油门或推杆,使无人机获得高度,以换取空速的降低。因此,固定翼无人机有两种不同的控制模式:
第一控制模式
根据设定的目标空速,当实际空速高于目标空速时,控制升降舵拉杆,否则推杆。空速影响高度,所以油门用来控制无人机的高度。当飞行高度高于目标高度时,减小油门,否则,增大油门。无人机在飞行时,如果低于目标高度,飞控油门会加大,导致空速增加,导致飞控再控制拉杆,于是无人机上升;当无人机高度高于目标高度时,飞控油门减小,导致空速减小,于是飞控控制推杆降低高度。这种控制方式的优点是无人机始终以空速为第一要素进行控制,从而保证了飞行安全,特别是在发动机停机等异常情况发生时,使无人机能够继续保持安全,直到高度下降到地面。这种方法的缺点是高度控制是间接的,所以高度控制可能会有一些滞后或波动。
第二控制模式
设置无人机水平飞行时的迎角。当飞行高度高于或低于目标高度时,根据高度与目标高度的差值,设定PID控制器输出的限幅爬升角,由无人机当前俯仰角和爬升角的偏差控制升降舵面,使无人机快速达到这个爬升角,尽快消除高度偏差。而无人机高度的增加或降低必然会导致空速的变化,所以用油门来控制无人机的空速,即当空速低于目标空速时,在当前油门的基础上加大油门,当前空速高于目标空速时,在当前油门的基础上减小油门。这种控制方式的优点是可以第一时间对高度的变化做出反应,所以高度控制更好。缺点是油门失灵时,比如发动机失速时,飞控会因为高度降低而保持限制后无人机的最大仰角,最终无人机会因为动力不足而失速。因此,根据实际情况选择两种控制模式。



天津斑斓航空科技有限公司,成立于2016年,成立之初是做华为企业网业务的代理商,原名天津瑞鼎创展科技有限公司。2019年公司由九个怀有飞之梦想的人组成团队转型研发电动垂直起降飞行器,致力于自主研发电动垂直起降载人飞行器,为高效的低空出行提供解决方案。