无人机飞控系统

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无人机主要包括飞机机体、飞控系统、数据链系统、发射回收系统、电源系统等。

　　飞控系统又称为飞行管理与控制系统，相当于无人机系统的“心脏”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;数据链系统可以保证对遥控指令的准确传输，以及无人机接收、发送信息的实时性和可靠性，以保证信息反馈的及时有效性和顺利、准确的完成任务。发射回收系统保证无人机顺利升空以达到安全的高度和速度飞行，并在执行完任务后从天空安全回落到地面。



　　谈到无人机的飞控计算机系统。这个系统的关键依然是芯片。以前无人机最大的矛盾是一方面需要运算高速度，另一方面需要体积微型化，之所以无人机在巡航速度和范围方面很长一段时间没有突破，就是因为始终受限于飞控系统的性能，而飞控计算机系统的性能又受限于芯片的技术。

　　这个问题真正得到解决是在嵌入式芯片飞跃发展之后。2005年之后，随着微电子技术的飞速发展，许多芯片开发公司设计出了众多功能强大，功耗、体积大大缩小的嵌入式计算机芯片。

　　跟人们平时接触的芯片不同，在无人机的计算机芯片领域，应用在小型飞控计算机系统的芯片最为广泛的不是英特尔的，也不是AMD的，而是德州仪器公司开发的型号为“TMS320 LF2407”的DSP芯片(数字信号控制器)，它是德州仪器公司TMS320系列中的一种16位定点DSP，

　　这种芯片的运算速度以及众多的外围接口电路很适合用来完成对小型无人机的实时控制功能。

　　这是一种具有特殊结构的微处理器，芯片内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以快速实现各种数字信号处理算法。使飞控机实现较复杂的飞行控制与飞行管理功能，同时还满足了小型无人机的小体积和低功耗的要求。

　　首先是飞控计算机系统的无线通信模块实时收集安装在无人机不同部位上的高精度传感器，收集飞行状态数据，同时通过远程数据传输模块接收来自地面控制站点发来的控制数据。

　　接下来飞控计算机将实时收集的飞行数据和控制数据交给数据处理模块进行运算处理，根据运算结果得出一个个明确的控制指令，经过数据传输模块将指令发送给飞控系统的实时控制模块。

　　第三步最为关键，即使实时控制模块按照这些指令对整个飞机的飞行模式进行控制和调整，与此同时将无人机的状态数据及发动机、机载电源系统、任务设备的工作状态参数实时传送给机载无线电数据终端，经无线电下行信道发送回地面控制站点，以便地面基站发出下一步控制数据。

　　“飞控计算机系统的应用程序都是专门开发的?”

　　飞控系统的应用程序很多都是用C语言进行编写，很多应用程序都是在原有飞行控制软件系统的基础上改造的。飞控系统的应用程序主要用来实现两方面的功能，一个是飞行控制，一个是飞行管理。

　　对应着不同的硬件模块，这些应用程序按照具体职能分为四大单元：时间管理单元、数据采集处理单元、通信模块、控制单元。

　　时间管理单元在毫秒级时间内对无人机进行实时控制;数据采集单元采集无人机的飞行状态、姿态参数以及飞行参数、飞行状态及飞行参数进行遥测编码，控制单元则负责进行解算工作。

　　目前包括中航工业在内的很多航空工业公司都在积极涉足民用无人机市场，通过开发价格更为低廉性能更加强大的飞控计算机系统和飞机模块，提升无人机的智能化飞行，加速无人机市场的快速发展。一份市场分析机构出示的调查报告显示，到2015年，包括飞控计算机系统在内，无人机市场价值将突破10000亿美元，而且将从军事领域进一步扩大到民用领域，得到更多积极应用。

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