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无人机飞行控制技术中常用的传感器 发布时间:2018-05-18   浏览量:28759次

飞行控制与管理系统是无人机的关键系统之一。飞行控制系统是无人机完成起飞(发射)、空中飞行、执行任务、返场着陆(回收)等整个飞行过程的核心系统,对无人机实现全权限控制与管理,因此对无人机的功能和性能起关键、决定性作用。如果没有飞行控制系统,现代无人机就不可能上天飞行,完成各种任务。

 

无人机飞行控制系统一般包含传感器、机载计算机和伺服作动设备三大部分。

 

在半自主控制方式下,飞行控制系统一方面根据传感器获取的飞机状态信息和任务规划信息自主控制无人机的飞行,另一方面,接收地面控制站的遥控指令,改变飞行状态。

 

无人机飞控系统常用的传感器包括角速率传感器、姿态传感器、航向传感器、高度空速传感器、飞机位置传感器、迎角传感器、过载传感器等。传感器的选择应根据实际系统的控制需要,在控制律初步设计与仿真的基础上进行。

 

1、角速率传感器

 

角速率传感器是飞控系统的基本传感器之一,用于感受无人机绕机体轴的转动角速率,以构成角速率反馈,改善系统的阻尼特性、提高稳定性。

 

角速率传感器的选择要考虑其测量范围、精度、输出特性、带宽等。

 

角速率传感器应安装在无人机重心附近、一阶弯振的波节处,安装轴线与要感受的机体轴向平行,并特别注意极性的正确性。

 

2、姿态、航向传感器

 

姿态传感器用于感受无人机的俯仰和滚转角度,航向传感器用于感受无人机的航向角。姿态、航向传感器是无人机飞行控制系统的重要组成部分,用于实现姿态航向稳定与控制功能。

姿态、航向传感器的选择要考虑其测量范围、精度、输出特性、动态特性等。

 

姿态、航向传感器应安装在飞机重心附近,振动尽可能要小,有较高的安装精度要求。

对于磁航向传感器要安装在受铁磁性物质影响最小且相对固定的地方,安装件应采用非磁性材料制造。

 

3、高度、空速传感器(或大气数据计算机)

 

高度、空速传感器(或大气数据计算机)用于感受无人机的飞行高度和空速,是高度保持和空速保持的必备传感器。一般和空速管、通气管路构成大气数据系统。

 

高度、空速传感器的选择主要考虑测量范围和测量精度。其安装一般要求在空速管附近,尽量缩短管路。

 

4、飞机位置传感器

 

飞机位置传感器用于感受飞机的位置,是飞行轨迹控制的必要前提。惯性导航设备、GPS卫星导航接收机是典型的位置传感器。

 

飞机位置传感器的选择一般考虑与飞行时间相关的导航精度、成本和可用性等问题。

 

惯性导航设备有安装位置和较高的安装精度要求,GPS接收机的安装主要应避免天线的遮挡问题。


标签: 惯性导航

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