民用无人机飞控系统现状及发展趋势.pdf

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1、第六届中国航空学会青年科技论坛：民用无人机飞控系统现状及发展趋势杜伟王金辉中国特种飞行器研究所，湖北荆门摘要：随着民用无人机市场的蓬勃发展，对飞控系统需求日益旺盛。在此简要介绍了当前五款国内外主流的飞控系统产品，并从传感器配置、主要技术特征、物理参数等方面进行了对比分析，总结出当前飞控系统发展的基本趋势：髙可靠、易操作、微型化、可定制、低成本，并给出相应对策。关键词：民用无人机飞控系统；；中图分类号：文献标识码：’，：：；；统发展指引方向。首先，对民用无人机飞控系统的基本原理进行说明；其次，简要介绍了五近年来，随着无人机技术的飞速发展，其款国内外主流的飞控产品，并进行对比分析；研制、成本、使

2、用等要求也已降低，正逐步为最后，从使用需求的角度，给出了飞控系统的大众所认识和接受。与此同时，民用领域对无发展趋势及应对措施。人机的需求也日趋旺盛，以无人机为平台，通，过装载各种民用任务载荷，就可执行相应的用任务，比如环境监测、通信中继、地质勘民用无人机飞控系统通常由飞控板、传感探、森林防火、电力巡线、航空拍摄、遥感测器、航机、数传电台、遥控器和地面站组成，绘等。其基本原理见图。飞控系统作为民用无人机的核心，其功能飞控板以单片机为核心，完成飞行参数采是控制无人机按预定航线飞行或是地面遥控进集、控制律解算以及飞行管理等内容；传感器行飞行以完成预定任务。因此，飞控系统很大通常包括惯性测量单元（、

3、动静压传感程序上决定着无人机飞行任务的执行效果，且器、接收机，用来实时测量无人机位置、关系到无人机和任务载荷的安全。随着微电子姿态、髙度和速度等飞行参数；舵机作为执行及计算机技术不断发展，适用于民用无人机的机构，接受飞控指令，完成相关操作面的驱动；低成本、数字化飞控系统正逐步增多。数传电台用于实现地面站与无人机之间数据实通过对国内外现有主流飞控系统产品进行时无线传输；遥控器用于人工飞行控制；地面对比分析，了解其现状和技术特征，为飞控系站完成任务规划、指令输人和数据监测。第六届中国航空学会青年科技论坛接收机串口气、、图。飞控板，旗初■驚图无人机飞控系统原理框图图地面控制软件国内外现状及分析具备

4、数据日志功能，简化、加速飞行从信息收集的情况看，国内外无人机飞控故障的诊断与分析；系统发展良莠不齐。针对固定翼无人机，重点（用户可编程故障处理：信号丢介绍国外三款飞控产品，分别是、失、信号丢失、发动机失效、数据链中断、和以及国内两款飞控产品，电量低等；’分别是和并从传感器配置、主要（独立的舵机和主电池电源’具备电源技术特征、物理参数、参考价格等方面进行对监视比说明。（单独的伺服控制板，可扩展至块，每块可连接个舵机。自动驾驶仪自动驾驶仪自驾仪是加拿大公司研制的一款可实现无人全自动控制的飞控产自动驾驶仪是美国，口口（见图集成有二轴加速度计和角速度公司开发的一款高度集成、功能强陀螺（、气压高度计、

5、气压空速计、大、轻质小巧的无人机飞控系统（见图，集接收机（天线外置），具有包括空速保成有三轴加速度计和角速度陀螺（、气压持、髙度保持、导航、自动发射和回收的高度计、气压空速计、磁力计、温度传感器，能力，其配套的地面控制软件可具有手动、空速保持、高度保持、导航、用于任务规划、参调整、飞行监视和任务模自动回家、定点盘旋等多种控制模式。其配置，拟，界面如图所示。该型自驾仪主要技术特的地面控制软件具备直观图形用户界面，完成任务规划、参数设置、飞行设计和生产通过：认证；监控、相机控制和任务模拟，界面见图。该支持常规布局、襟翼、三角翼、型自驾仪的主要技术特征如下：尾、尾、襟副翼；备空中自动配平功能存储（

6、具，并实时；功能丰富的指令集’便于灵活规划飞（采用轴温度补偿算法’显著消除温度变化引起的传感器数据漂移；民用无人机飞控系统现状及发展趋势常用的主要有见图、。该型自驾仪的主要技术特征有：图—腿飞麵‘⋯■广，：，』：图地面控制软件图地面控制软件基于空速和的风速估计，利用风（免费开源软、硬件；速补偿增强导航能力；（使用强大的协议，支持多无用户可编程故障处理：信号丢人机飞行；失、信号丢失、电量低等；（跨平台，支持支持常规布局（升降、方向、副翼、）甚至手机安卓系统；尾、襟翼、升降襟翼、方向副翼；完整支持和硬件在具有硬件在回路仿真功能；回路仿真；支持多无人机飞行；（包括继电器，可以触发任务设备；个机输出

7、’可扩展至个。（板上数据记录存储器’且支持卡扩展；自动驾驶仪路输出、路输入、自驾仪是由美国社区创路串口、路模拟量输人。造的基于软件开发环境的一款功能强证自驾驶仪大的开源无人机飞控系统（见图集成有三轴加速度计和角速度陀螺（、数字气压高自动驾驶仪是由北京普洛特无人机科度计一、磁力计，可外接模块、空速传感器技有限公司自主研发的款高性能无人机控制以及无线电高度计，具有包括空速保持、高度系统（见图集成有三轴加速度计和角