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认识无人机的核心部位:飞行控制系统

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发表于 2022-12-30 16:17:41 | 显示全部楼层 |阅读模式
无人机的最核心技术集中在总体技术、动力系统和飞控技术三个方面,三者共同决定了无人机系统的飞行高度、航程、航时、航速、载重等最重要的技术指标。

认识无人机的核心部位:飞行控制系统-1.jpg


在总体技术方面,无人机总体技术一般包括总体设计和总装集成,需要根据任务需求制定总体方案,包括机型结构、发动机选型、飞控系统设计以及各分系统之间的指标分配和接口关系,从顶层自上而下决定无人机整体的性能指标。

在动力系统方面,无人机动力系统主要有内燃机及电动机两大类,根据各自特点应用于不同领域。以电动机为例,其动力系统主要包含电机、电调(控制电机转速)、螺旋桨以及电池。动力系统各个部分之间是否匹配、动力系统与整机是否匹配,直接影响到整机效率、稳定性,所以动力系统至关重要。

在飞控技术方面,飞控技术是无人机实现自主飞行的核心技术。飞控系统硬件方面一般包括控制计算机、传感器、导航设备、执行机构等设备构成,横跨电子、计算机、控制学等多门学科,技术门槛高,设计复杂。

认识无人机的核心部位:飞行控制系统-2.jpg


多轴飞行器的飞行、悬停,姿态变化等等都是由多种传感器将飞行器本身的姿态数据传回飞控,再由飞控通过运算和判断下达指令,由执行机构完成动作和飞行姿态调整。飞控系统相当于无人机系统的“大脑”部分,对无人机的稳定性、数据传输的可靠性、精确度、实时性等都有重要影响,对其飞行性能起决定性的作用。

无人机飞控一般包括传感器、机载计算机和伺服作动设备三大部分,实现的功能主要有无人机姿态稳定和控制、无人机任务设备管理和应急控制三大类。

传感器: 多轴无人机机身大量装配的各种传感器,包括GPS、气压计、陀螺仪、指南针以及地磁感应等,可以采集角速率、姿态、位置、加速度、高度和空速等,是飞控系统的基础。

机载计算机: 机载计算机作为无人机的CPU,是飞控的中枢系统,类似于人体大脑的中枢神经,负责整个无人机姿态的运算和判断;同时,也操控着传感器和伺服作动设备。

伺服作动设备: 人机执行机构都是伺服作动设备,是导航飞控系统的重要组成部分。其主要功能是根据飞控计算机的指令,按规定执行动作。对于固定翼无人机来说,主要通过调整机翼角度和发动机运转速度,实现对无人机的飞行控制。

每个飞控系统都可能成为未来的信息终端目前这个阶段有点像 80 年代的人们使用大哥大,当个宝贝一样但却没有发挥其很大的作用;而现在的手机已经终端化,仅仅是遍布全球的终端,人们从终端获取全球有益信息的同时也在贡献着自身的价值。

未来无人机在各类应用中更像是布撒的一系列终端设备,飞控作为无人机的核心会在终端化过程中扮演重要作用,无论在消费、农业、巡视等各领域,飞控将成为数据终端的核心,大量的飞行状态、任务数据、载荷状态会被记录、回传、分发,用户或其他利益相关方会通过付费等商业模式获取终端的有用信息。

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