民用轻小型固定翼无人机飞控功能

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根据《民用轻小型固定翼无人机飞行控制系统通用要求》，民用轻小型固定翼无人机（最大起飞重量0.25kg~150kg）飞控系统的功能一般包括以下4大类：飞行控制功能、飞行管理功能、自检测与余度管理功能、设备管理功能等。

           

一 飞行控制功能

飞行控制系统为无人机提供良好的稳定性和操纵性，一般包括：增稳、自动驾驶仪、限制与保护、控制分配与重构等功能。

1.增稳功能

(1)俯仰轴增稳

(2)横滚轴增稳

(3)偏航轴增稳

2.自动驾驶仪功能

(1)俯仰轴给定与保持

(2)高度给定与保持

(3)垂直速度给定与保持

(4)横滚角给定与保持

(5)航向给定与保持

(6)空中水平航迹控制

(7)地面水平航迹控制（轮式起降无人机）

(8)速度保持与控制

3.限制与保护功能

(1)俯仰角限制

(2)横滚角限制   

(3)过载限制

(4)仰角限制

(5)最大飞行高度限制

(6)最大飞行速度限制

(7)最大上升/下降速度限制

(8)低高度拉起保护

(9)失速保护

4.控制分配与重构功能（具有冗余操纵面的无人机）

(1)将俯仰、横滚、偏航三个控制通道控制量转换为每个舵面执行机构的控制量

(2)舵面执行机构卡滞或故障松浮状态下进行控制重构

(3)操纵面出现损伤情况下进行控制重构

(4)高度、速度等传感信息失效时通过其他信息进行信息重构

           

二 飞行管理功能

飞行管理功能为无人机提供使用约束条件下安全的起飞、着陆（发射、回收）、空中制导能力，包括：飞行任务规划、制导、应急飞行、遥控指令处理、遥测信息处理、飞行参数记能、性能管理等功能。

1.飞行任务规划功能

(1)飞行任务在线规划/重规划

(2)飞行任务在线装订、修改

(3)避开限飞区且满足最大飞行高度限制

2.制导功能

(1)根据飞行计划及无人机当前信息计算侧偏、侧偏变化率、待飞距离、待飞时间等制导信息   

(2)航段交接

(3)航线切换

(4)模式转换

(5)根据机载传感器信息，确定无人机当前的飞行阶段和飞行状态，给出无人机的控制方式及有关系统状态

3.应急飞行功能（关键机载设备发生故障）

(1)应急返场

(2)应急回收（着陆、伞降等）

(3)应急迫降

4.遥控指令处理功能

(1)接收并处理与飞行控制、任务控制相关的各类遥控指令数据

(2)具有对上行遥控指令的有效性判断和容错

(3)处理指令响应条件设计时应充分考虑误指令、传输误码等带来的不利影响

(4)接收飞行计划、限飞区、场高等信息的装订或修改并进行存储

5.遥测信息处理功能

(1)收集遥测参数并通过数据链下传

(2)遥测信息包括无人机及机载设备的主要参数与状态

(3)遥测信息包括可说明系统工作情况的主要参数

(4)遥测信息包括地面站上行的遥控指令的回报信息

(5)遥测信息包括告警信息，如：故障告警、低高告警、超高告警、超速告警、失速告警、接近限飞区告警、飞入限飞区告警、余油/余电不足告警等   

6.飞行参数记录功能

(1)收集飞行参数信息并通过接口发送给数据记录设备进行记录

(2)飞行参数信息包括无人机及全部记载设备的参数与状态

(3)飞行参数信息包括可说明系统工作情况的参数

(4)飞行参数信息包括地面站上行遥控指令的回报信息

(5)飞行参数信息包括故障设备完整的故障信息

(6)飞行参数信息包括告警信息，如：故障告警、低高告警、超高告警、超速告警、失速告警、接近限飞区告警、飞入限飞区告警、余油/余电不足告警等

7.性能管理功能

按照相关指标最优原则，控制无人机的空速、迎角以及爬升率等参数随着高度、时间和重量等状态进行变化，实现如最快爬升、最省油巡航等性能管理功能。

           

三 自检测与余度管理功能

自检测与余度管理功能实现设备故障诊断，一般包括：上电自检测、飞行前自检测、飞行中自检测和维护自检测等功能；余度管理功能实现冗余信息的管理功能，与自检测功能一起实现故障的诊断、隔离、恢复、重构等功能。

1.飞行前自检功能

(1)部件或模块的功能正确性检测

(2)关键部件或模块的性能检测

(3)起飞条件检查

(4)给出检测结果正常或故障的指示

(5)存在故障时进行故障定位

(6)进入/退出联锁条件判断，以确保飞行前自检功能可靠进入/退出   

(7)测试结果记录在非易失存储器中

2.飞行中自检功能

(1)电子部件具有飞行中自检功能

(2)处理器、电源、接口等基本模块具备飞行中自检功能

(3)测试结果记录在非易失存储器中

3.维护自检功能

(1)无人机全部设备具有维护检测的功能

(2)采用人机交互式的处理过程，允许操作人员选择各种测试模式、测试项目、显示模式

(3)软件版本查询、故障下载等

(4)动力装置启动/关闭

(5)传感器校准、对准等

(6)进入/退出联锁条件判断，以确保维护自检功能可靠谱进入/退出

4.余度管理功能（采用了冗余技术的系统）

(1)输入信号余度管理

(2)计算部件余度管理

(3)输出信号余度管理

(4)设备余度管理

           

四 设备管理功能

设备管理功能实现平台各机电设备、任务设备的控制与管理功能，包括：动力管理、电气管理、电气刹车装置管理、转向装置管理、灯光管理、伞降装置管理、任务设备管理等功能。

1.动力管理功能

(1)动力装置启动   

(2)动力装置停机

(3)动力装置功率控制

(4)动力装置参数与状态检测

(5)燃油驱动设备空中重启动

(6)电动动力设备剩余电量提示与告警

2.电气管理功能

(1)电气参数与状态检测

(2)相关用电设备接通与断开控制

(3)对相关用电设备供电自保护

(4)余度电源切换控制

(5)电池余量计算与余电不足告警

3.刹车装置管理功能（轮式起降无人机）

(1)正常刹车控制

(2)刹车装置状态监视

4.转向装置功能（轮式起降无人机）

(1)转向装置控制

(2)转向装置状态监视

5.灯光管理功能

(1)系统状态指示灯管理

(2)故障状态指示灯管理

(3)航行灯管理

6.伞降装置管理功能（伞降回收类无人机/具备应急伞降功能的无人机）   

伞降装置管理

7.任务设备管理功能

(1)任务设备控制

(2)任务设备状态监视

(3)任务设备控制命令转发   

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