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無(wú)人機(jī)航電系統(tǒng)1.飛控組成無(wú)人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)主要由陀螺儀，加速計(jì)，地磁感應(yīng)，氣壓傳感器，超聲波傳感器，光流傳感器，GPS模塊以及控制電路等組成。主要的功能就是自動(dòng)保持飛機(jī)的正常飛行姿態(tài)。2.工作原理無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集各傳感器測(cè)量的飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)、接收無(wú)線電測(cè)控終端傳輸?shù)挠傻孛鏈y(cè)控站上行信道送來(lái)的控制命令及數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算處理，輸出控制指令給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)中各種飛行模態(tài)的控制和對(duì)任務(wù)設(shè)備的管理與控制；同時(shí)將無(wú)人機(jī)的狀態(tài)數(shù)據(jù)及發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)載電源系統(tǒng)、任務(wù)設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)實(shí)時(shí)傳送給機(jī)載無(wú)線電數(shù)據(jù)終端，經(jīng)無(wú)線電下行信道發(fā)送回地面測(cè)控站。飛控系統(tǒng)23.飛控板功能（1）處理來(lái)自遙控器的信號(hào)，完成要求的飛行姿態(tài)或其他指令。（2）控制電調(diào)，給電調(diào)發(fā)送信號(hào)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)控制改變飛行姿態(tài)的功能。（3）通過(guò)一些板載的測(cè)量元件，通過(guò)控制電調(diào)的輸出信號(hào)保持多旋翼無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定。飛控系統(tǒng)

無(wú)人機(jī)航電系統(tǒng)31.陀螺儀陀螺儀就是角速度傳感器，是利用陀螺效應(yīng)原理制造出來(lái)用來(lái)測(cè)量物體角速度的一種傳感器。陀螺儀如圖所示。傳感器

無(wú)人機(jī)航電系統(tǒng)42.磁力計(jì)電子羅盤，也叫數(shù)字指南針，現(xiàn)在一般有用磁阻傳感器和磁通門加工而成的電子羅盤。電子羅盤可以分為平面電子羅盤和三維電子羅盤。3.加速度計(jì)加速度計(jì)是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的重要慣性元件，它用于測(cè)量飛機(jī)的線加速度，并輸出與加速度成比例的電信號(hào)。通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調(diào)電路等部分組成。4.氣壓計(jì)氣壓計(jì)是在氣壓隨高度的變化規(guī)律，根據(jù)托里拆利的實(shí)驗(yàn)原理而制成，用以測(cè)量大氣壓強(qiáng)的儀器，確定所在高度。傳感器

無(wú)人機(jī)航電系統(tǒng)55.超聲波傳感器超聲波傳感器是將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成其他能量信號(hào)（通常是電信號(hào)）的傳感器。超聲波傳感器是由超聲波發(fā)射器、接收器、控制部分及電源組成。如圖所示。傳感器

無(wú)人機(jī)航電系統(tǒng)66.光流傳感器光流傳感器通過(guò)IAS以一定速率連續(xù)采集物體表面圖像，再由DSP對(duì)所產(chǎn)生的圖像數(shù)字矩陣進(jìn)行分析。由于相鄰的兩幅圖像總會(huì)存在相同的特征通過(guò)對(duì)比這些特征點(diǎn)的位置變化信息，便可以判斷出物體表面特征的平均運(yùn)動(dòng)，這個(gè)分析結(jié)果最終被轉(zhuǎn)換為二維的坐標(biāo)偏移量，當(dāng)人的眼睛觀察運(yùn)動(dòng)物體時(shí)，物體的景象在人眼的視網(wǎng)膜上形成一系列連續(xù)變化的圖像，這一系列連續(xù)變化的信息不斷“流過(guò)”視網(wǎng)膜，好像一種光的“流”，故稱之為光流。光流表達(dá)了圖像的變化，由于它包含了目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的信息，因此可被觀察者用來(lái)確定目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)情況。傳感器

無(wú)人機(jī)航電系統(tǒng)71.通道通道其實(shí)就是遙控器可以控制同時(shí)控制的動(dòng)作路數(shù)。四軸在控制過(guò)程中需要控制的動(dòng)作路數(shù)有：上升下降、左右運(yùn)動(dòng)、前后運(yùn)動(dòng)、偏航運(yùn)動(dòng)，姿態(tài)調(diào)整，所以無(wú)人機(jī)飛行最低需要5通道遙控器。第一通道一般指副翼，用來(lái)控制固定翼的兩片副翼，以改變飛機(jī)的姿態(tài)。第二通道指升降，用來(lái)控制固定翼的水平尾翼，使機(jī)身抬頭和低頭，從而上升下降。第三通道指油門通道，油門通道是用來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)轉(zhuǎn)速的。第四通道指方向舵，固定翼里是用來(lái)控制垂直尾翼的，從而改變機(jī)頭朝向。第五通道指飛行模式切換，根據(jù)不同飛行任務(wù)，選擇不同飛行模式。遙控器

無(wú)人機(jī)航電系統(tǒng)82.美國(guó)手美國(guó)手的油門和方向在左邊，副翼和升降在右邊。如圖所示。遙控器

無(wú)人機(jī)航電系統(tǒng)93.日本手日本手的油門和副翼在右邊，方向和升降在右邊；如圖所示。遙控器

無(wú)人機(jī)航電系統(tǒng)101.舵機(jī)的結(jié)構(gòu)舵機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖所示，舵機(jī)的主體結(jié)構(gòu)主要有幾個(gè)部分：外殼、減速齒輪組、電機(jī)、電位器、控制電路。舵機(jī)

無(wú)人機(jī)航電系統(tǒng)112.舵機(jī)的工作原理控制電路接收信號(hào)源的控制信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；齒輪組將電機(jī)的速度成大倍數(shù)縮小，并將電機(jī)的輸出扭矩放大相應(yīng)倍數(shù)，然后輸出；電位器和齒輪組的末級(jí)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)量舵機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度；電路板檢測(cè)并根據(jù)電位器判斷舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，然后控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)到目標(biāo)角度或保持在目標(biāo)角度。3.舵機(jī)的性能參數(shù)舵機(jī)的性能主要有以下幾個(gè)方面：轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、電壓、尺寸、重量、材料等。我們?cè)谧龆鏅C(jī)的選型時(shí)要對(duì)以上幾個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮。舵機(jī)

無(wú)人機(jī)航電系統(tǒng)123.舵機(jī)的性能參數(shù)（1）轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速由舵機(jī)無(wú)負(fù)載的情況下轉(zhuǎn)過(guò)60°角所需時(shí)間來(lái)衡量。（2）轉(zhuǎn)矩可以理解為在舵盤上距舵機(jī)軸中心水平距離1CM處，舵機(jī)能夠帶動(dòng)的物體重量。（3）電壓廠商提供的速度、轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)和測(cè)試電壓有關(guān)。目前，市面上的大部分舵機(jī)以4.8v/6v直流電源供電。（4）尺寸、重量和材質(zhì)舵機(jī)

無(wú)人機(jī)航電系統(tǒng)13第2章

無(wú)人機(jī)系統(tǒng)組成1.數(shù)傳鏈路無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)鏈路主要完成地面控制站對(duì)無(wú)人機(jī)的遙控、遙測(cè)、任務(wù)傳感器等信息的傳輸，實(shí)現(xiàn)地面控制站與無(wú)人機(jī)之間的數(shù)據(jù)收發(fā)和跟蹤定位。遙測(cè)鏈路有數(shù)傳模塊和地面站兩部分組成。數(shù)傳模塊包含機(jī)載收發(fā)模塊和地面站收發(fā)模塊，如圖所示。通信鏈路系統(tǒng)14第2章

無(wú)人機(jī)系統(tǒng)組成2.圖傳鏈路圖傳的作用是將無(wú)人機(jī)在空中拍攝的畫面實(shí)時(shí)傳輸?shù)降孛婊虿倏厥值娘@示設(shè)備上，使操控手能夠身臨其境地獲得無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)距離飛行時(shí)相機(jī)所拍攝的畫面?，F(xiàn)有的圖傳主要有模擬和數(shù)字兩種.而其組成部分主要有發(fā)射端、接收端和顯示端三部分。通信鏈路系統(tǒng)15第2章

無(wú)人機(jī)系統(tǒng)組成1.全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)GPS是一種基于衛(wèi)星的、長(zhǎng)距離的、全球性的導(dǎo)航系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)GPS是一種全天候的無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)，全球定位系統(tǒng)由空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收機(jī)三大部分組成。導(dǎo)航系統(tǒng)16第2章

無(wú)人機(jī)系統(tǒng)組成1.全球定位系統(tǒng)GPS信號(hào)接收機(jī)的任務(wù)是：（1）捕獲按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào)，并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行。（2）對(duì)所接收到得而GPS信號(hào)進(jìn)行變換、放大和處理，以便測(cè)量出GPS信號(hào)從衛(wèi)星到接收機(jī)天線的傳播時(shí)間；（3）解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，存儲(chǔ)這些測(cè)量值、導(dǎo)航電文；（4）實(shí)時(shí)地計(jì)算出測(cè)站的三維位置，甚至三維速度和時(shí)間。導(dǎo)航系統(tǒng)17第2章

無(wú)人機(jī)系統(tǒng)組成2.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)慣性導(dǎo)航是通過(guò)測(cè)量飛機(jī)的加速度（慣性），并自動(dòng)進(jìn)行積分運(yùn)算，以獲得飛機(jī)即時(shí)速度和即時(shí)位置數(shù)據(jù)的一門綜合性技術(shù)。慣導(dǎo)系統(tǒng)通常由慣性測(cè)量組件、計(jì)算機(jī)、控制顯示器等組成。慣性測(cè)量組件包括加速度計(jì)和陀螺儀慣性元件。三個(gè)陀螺儀用來(lái)測(cè)量飛機(jī)的沿三軸的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)；三個(gè)加速度計(jì)用來(lái)測(cè)量飛機(jī)的平動(dòng)運(yùn)動(dòng)的加速度?？刂骑@示器實(shí)時(shí)顯示導(dǎo)航參數(shù)。導(dǎo)航系統(tǒng)18第2章

無(wú)人機(jī)系統(tǒng)組成3.組合導(dǎo)航系統(tǒng)（1）SINS/GPS組合導(dǎo)航SINS/GPS組合導(dǎo)航是目前比較常用的組合模式，其定位和水平姿態(tài)精度較高，但方位角的精度并不高，尤其是在載體不做任何機(jī)動(dòng)或低速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。利用三軸磁強(qiáng)計(jì)可得到載體坐標(biāo)系下的磁場(chǎng)強(qiáng)度，然后可確定載體坐標(biāo)系與導(dǎo)航坐標(biāo)系下磁場(chǎng)強(qiáng)度間的關(guān)系，且精度不易發(fā)散。因此，將SINS,GPS和磁強(qiáng)計(jì)有機(jī)地組合起來(lái)，可得到較高精度的位置、速度和姿態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)優(yōu)越性價(jià)比的組合導(dǎo)航與制導(dǎo)系統(tǒng)。導(dǎo)航系統(tǒng)19第2章

無(wú)人機(jī)系統(tǒng)組成

3.組合導(dǎo)航系統(tǒng)（2）導(dǎo)航系統(tǒng)與自動(dòng)控制系統(tǒng)傳感器單元、導(dǎo)航計(jì)算機(jī)單元和飛行控制單元是空中機(jī)器人的核心。傳感器單元主要包括MIMU、微GPS、微磁羅盤(MC)和壓力微傳感器(MPS)等。MIMU可提供最全的導(dǎo)航信息，但其精度較低且誤差隨時(shí)間積累，因此需要GPS、磁羅盤和壓力傳感器等與其共同進(jìn)行組合導(dǎo)航以提高系統(tǒng)精度。導(dǎo)航計(jì)算機(jī)單元的功能為采集傳感器單元數(shù)據(jù)并進(jìn)行導(dǎo)航解算，得到飛行器的導(dǎo)航參數(shù)；飛行控制單元?jiǎng)t