你真的了解飞控是什么吗?仔细解读多轴飞行器的飞控是如何运行的.doc
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1、你真的了解飞控是什么吗?仔细解读多轴飞行器的飞控是如何运行的10年前,无人机行业考虑的是如何让飞机稳定飞起来、飞得更快、飞得更高。无人机的应用也主要是在军事等神秘领域。如今,随着芯片、人工智能、大数据技术的发展,无人机开始向智能化、终端化、集群化的趋势发展。几年的时间让无人机从远离人们视野的军事应用飞入了寻常百姓家,更多的小白用户开始接触到无人机,只需要通过短暂的学习,也可以进行稳定安全的操作,体验了一把飞行和航拍的乐趣不可否认,飞控技术的发展是这十年无人机变化的最大推手。但是,你真的了解飞控是什么吗?下面小曼为你仔细解读多轴飞行器的飞控是如何运行的。飞控是什么?飞行控制系统(Flight c
2、ontrol system)简称飞控,可以看作飞行器的大脑。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。飞控可以理解成无人机的CPU系统,是无人机的核心部件,其功能主要是发送各种指令,并且处理各部件传回的数据。类似于人体的大脑,对身体各个部位发送指令,并且接收各部件传回的信息,运算后发出新的指令。例如,大脑指挥手去拿一杯水,手触碰到杯壁后,因为水太烫而缩回,并且将此信息传回给大脑,大脑会根据实际情况重新发送新的指令。飞控的主要组成部分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
3、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。伺服作动设备无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。多
4、轴无人机的执行机构包括螺旋桨、电调和电机。多轴无人机飞控通过电调传输到螺旋桨的控制信号,来控制电机,带动螺旋桨转动,最终实现无人机的悬停、升降、前进等飞行状态的调整。无人机朝红色箭头方向前进时,四个螺旋桨的旋转方向。你可能会发现对角线上的一对螺旋桨(M1和M3)方向一致,相邻螺旋桨旋转方向相反。关于螺旋桨的飞行原理,小曼在后面的文章中会单独介绍。飞控的种类目前飞控的主要种类有两种“开源飞控”、“自研飞控”。接触过无人机行业的人都知道,如何使飞控更加安全,更易操控是无人机研发的大难点!控。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
5、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。GPS如何定位水平位置和垂直高度?GPS定位,实际上就是通过四颗已知位置的卫星来确定GPS接收器的位置。如上图所示,图中的GPS接收器为当前要确定位置的设备,卫星1、2、3、4为本次定位要用到的四颗卫星:Position1、Position2、Position3、Position4分别为四颗卫星的当前位置(空间坐标),已知d1、d2、d3、d4分别为四颗卫星到要定位的GPS接收器的距离1.无人机GPS模块位置信息从哪里来?实际上,运行于宇宙空间的GPS卫星,每一个都在时刻不停地通过
6、卫星信号向全世界广播自己的当前位置坐标信息。任何一个无人机GPS模块都可以通过天线很轻松地接收到这些信息,并且能够读懂这些信息(这其实也是每一个GPS芯片的核心功能之一)。这就是这些位置信息的来源。2.无人机GPS模块距离信息从哪里来?我们已经知道每一个GPS卫星都在不辞辛劳地广播自己的位置,那么在发送位置信息的同时,也会附加上该数据包发出时的时间戳。无人机GPS模块收到数据包后,用当前时间(当前时间当然只能由无人机GPS模块自己来确定了)减去时间戳上的时间,就是数据包在空中传输所用的时间了。知道了数据包在空中的传输时间,那么乘上他的传输速度,就是数据包在空中传输的距离,也就是该卫星到GPS接
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