無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)介紹

無(wú)人機(jī)系統(tǒng)主要包括飛機(jī)機(jī)體、飛控系統(tǒng),、數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng),、發(fā)射回收系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等,。飛控系統(tǒng)又稱(chēng)為飛行管理與控制系統(tǒng),，相當(dāng)于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的“心臟”部分，對(duì)無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定性,、數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、精確度、實(shí)時(shí)性等都有重要影響,，對(duì)其飛行性能起決定性的作用,；數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)可以保證對(duì)遙控指令的準(zhǔn)確傳輸，以及無(wú)人機(jī)接收,、發(fā)送信息的實(shí)時(shí)性和可靠性,，以保證信息反饋的及時(shí)有效性和順利、準(zhǔn)確的完成任務(wù),。發(fā)射回收系統(tǒng)保證無(wú)人機(jī)順利升空以達(dá)到安全的高度和速度飛行,，并在執(zhí)行完任務(wù)后從天空安全回落到地面,。

無(wú)人機(jī)是一種自帶動(dòng)力的、無(wú)線電遙控或自主飛行的,、能執(zhí)行多種任務(wù)并能多次使用的無(wú)人駕駛飛行器,。要實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的自主飛行、順利完成指定任務(wù),，其飛行控制,、導(dǎo)航與制導(dǎo)是最關(guān)鍵的技術(shù)。

無(wú)人機(jī)自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)的基本任務(wù)是當(dāng)無(wú)人機(jī)在空中受到干擾時(shí)保持飛機(jī)姿態(tài)與航跡的穩(wěn)定,，以及按地面無(wú)線傳輸指令的要求,，改變飛機(jī)姿態(tài)與航跡，并完成導(dǎo)航計(jì)算,、遙測(cè)數(shù)據(jù)傳送、任務(wù)控制與管理等,。無(wú)人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)的基本任務(wù)是控制無(wú)人機(jī)按照預(yù)定的任務(wù)航路飛行,。實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航的基本條件是必須能夠確定無(wú)人機(jī)飛行的實(shí)時(shí)位置和速度等相關(guān)參數(shù)信息。制導(dǎo)系統(tǒng)的基本任務(wù)是確定無(wú)人機(jī)與目標(biāo)的相對(duì)位置,，操縱無(wú)人機(jī)飛行,，在一定的準(zhǔn)確度下，引導(dǎo)無(wú)人機(jī)沿預(yù)定的軌跡飛向目標(biāo),。對(duì)于無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō),，在自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，導(dǎo)航,、制導(dǎo)和飛控系統(tǒng)之間是相互聯(lián)系的,。

無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)的工作原理

無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)（Flight control system）簡(jiǎn)稱(chēng)飛控，可以看作飛行器的大腦,。多軸飛行器的飛行,、懸停，姿態(tài)變化等等都是由多種傳感器將飛行器本身的姿態(tài)數(shù)據(jù)傳回飛控,，再由飛控通過(guò)運(yùn)算和判斷下達(dá)指令,，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成動(dòng)作和飛行姿態(tài)調(diào)整。

懸停是飛行控制系統(tǒng)的重要?jiǎng)幼?，在懸停狀態(tài)下,，無(wú)人機(jī)四個(gè)旋翼具有相等的轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生的上升合力正好與自身重力相等,，并且因?yàn)樾磙D(zhuǎn)速大小相等,，前后端轉(zhuǎn)速和左右端轉(zhuǎn)速方向相反，從而使得飛行器總扭矩為零,，使得飛行器靜止在空中,，實(shí)現(xiàn)懸停狀態(tài),。

垂直運(yùn)動(dòng)是飛行控制系統(tǒng)的普通動(dòng)作，在保證四旋翼無(wú)人機(jī)每個(gè)旋轉(zhuǎn)速度大小相等的倩況下,，同時(shí)對(duì)每個(gè)旋翼增加或減小大小相等的轉(zhuǎn)速,，便可實(shí)現(xiàn)飛行器的垂直運(yùn)動(dòng)。當(dāng)同時(shí)増加四個(gè)旋翼轉(zhuǎn)速時(shí),，使得旋翼產(chǎn)生的總升力大小超過(guò)四旋翼無(wú)人機(jī)的重力時(shí),，即，四旋翼無(wú)人機(jī)便會(huì)垂直上升,。反之,，則垂直下降。

翻滾運(yùn)動(dòng)是在保持四旋翼無(wú)人機(jī)前后端旋翼轉(zhuǎn)速不變的情況下,，通過(guò)改變左右端的旋翼轉(zhuǎn)速,，使得左右旋翼之間形成一定的升力差，從而使得沿飛行器機(jī)體左右對(duì)稱(chēng)軸上產(chǎn)生一定力矩,，導(dǎo)致在方向上產(chǎn)生角加速度實(shí)現(xiàn)控制的,。

俯仰運(yùn)動(dòng)是在保持機(jī)身左右端旋翼轉(zhuǎn)速不變的前提下，通過(guò)改變前后端旋翼轉(zhuǎn)速形成前后旋翼升力差,，從而在機(jī)身前后端對(duì)稱(chēng)軸上形成一定力矩,，引起角方向上的角加速度實(shí)現(xiàn)控制的，而偏航運(yùn)動(dòng)是通過(guò)同時(shí)兩兩控制四個(gè)旋翼轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)控制的,。

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