無人機(jī)飛控有哪一些作用

無人機(jī)飛控是指能夠穩(wěn)定無人機(jī)飛行姿態(tài)，并能控制無人機(jī)自主或半自主飛行的控制系統(tǒng)，是無人機(jī)完成起飛、空中飛行、執(zhí)行任務(wù)和返場(chǎng)回收等整個(gè)飛行過程的核心系統(tǒng)，被稱為無人機(jī)的大腦，是無人機(jī)最核心的技術(shù)之一。飛控一般包括傳感器、機(jī)載計(jì)算機(jī)和伺服作動(dòng)設(shè)備三大部分，它主要的功能就是自動(dòng)保持飛機(jī)的正常飛行姿態(tài)，包括了地磁感應(yīng)、超聲波傳感器、光流傳感器、控制電路、加速計(jì)、氣壓傳感器、GPS模塊以及陀螺儀組成。

在各種無人機(jī)中，固定翼無人機(jī)的飛控通常包括副翼、方向、油門、升降、襟翼等控制舵面，通過舵機(jī)改變飛機(jī)的翼面，產(chǎn)生相應(yīng)的扭矩，控制飛機(jī)轉(zhuǎn)彎、爬升、俯沖、橫滾等動(dòng)作。而多旋翼無人機(jī)則通過控制各軸槳葉的轉(zhuǎn)速來控制無人機(jī)的姿態(tài)，直升機(jī)式無人機(jī)通過控制直升機(jī)的傾斜盤、油門、尾舵等。

對(duì)于固定翼無人機(jī)來說，在姿態(tài)平穩(wěn)時(shí)，控制方向舵會(huì)改變飛機(jī)的航向，通常會(huì)造成一定角度的橫滾，在穩(wěn)定性好的飛機(jī)上，看起來就像汽車在地面轉(zhuǎn)彎一般，可稱其為測(cè)滑。方向舵是最常用做自動(dòng)控制轉(zhuǎn)彎的手段，方向舵轉(zhuǎn)彎的缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)彎半徑相對(duì)較大，較副翼轉(zhuǎn)彎的機(jī)動(dòng)性略差。 副翼的作用是進(jìn)行飛機(jī)的橫滾控制。

固定翼飛機(jī)當(dāng)產(chǎn)生橫滾時(shí)，會(huì)向橫滾方向進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，同時(shí)會(huì)掉一定的高度。 升降舵的作用是進(jìn)行飛機(jī)的俯仰控制，拉桿抬頭，推桿低頭。拉桿時(shí)飛機(jī)抬頭爬升，動(dòng)能朝勢(shì)能的轉(zhuǎn)換會(huì)使速度降低，因此在控制時(shí)要監(jiān)視空速，避免因?yàn)檫^分拉桿而導(dǎo)致失速。 油門舵的作用是控制飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，加大油門量會(huì)使飛機(jī)增加動(dòng)力，加速或爬升，反之則減速或降低。

而在升降舵和油門的控制方面。固定翼飛機(jī)都有一個(gè)最低時(shí)速被稱做失速速度，當(dāng)?shù)陀谶@個(gè)速度的時(shí)候飛機(jī)將由于無法獲得足夠的升力而導(dǎo)致舵效失效，飛機(jī)失控。通過飛機(jī)的空速傳感器可以實(shí)時(shí)獲知飛機(jī)的當(dāng)前空速，當(dāng)空速降低時(shí)必須通過增加油門或推桿使飛機(jī)損失高度而換取空速的增加，當(dāng)空速過高時(shí)減小油門或拉桿使飛機(jī)獲得高度而換取空速的降低。因此，固定翼飛機(jī)有兩種不同的控制模式，根據(jù)實(shí)際情況的使用而供用戶選擇：

第一種控制方式是，根據(jù)設(shè)定好的目標(biāo)空速，當(dāng)實(shí)際空速高于目標(biāo)空速時(shí)，控制升降舵拉桿，反之推桿;那空速的高低影響了高度的高低，于是采用油門來控制飛機(jī)的高度，當(dāng)飛行高度高于目標(biāo)高度時(shí)，減小油門，反之增加油門。

當(dāng)飛機(jī)飛行時(shí)，如果低于目標(biāo)高度，飛控控制油門增加，導(dǎo)致空速增加，再導(dǎo)致飛控控制拉桿，于是飛機(jī)上升;當(dāng)飛機(jī)高度高于目標(biāo)高度，飛控控制油門減小，導(dǎo)致空速減小，于是飛控再控制推桿，使高度降低。這種控制方式的好處是，飛機(jī)始終以空速為第一因素來進(jìn)行控制，因此保證了飛行的安全，特別是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火等異常情況發(fā)生時(shí)，使飛機(jī)能繼續(xù)保持安全，直到高度降低到地面。這種方式的缺點(diǎn)在于對(duì)高度的控制是間接控制，因此高度控制可能會(huì)有一定的滯后或者波動(dòng)。

第二種控制方式是：設(shè)定好飛機(jī)平飛時(shí)的迎角，當(dāng)飛行高度高于或低于目標(biāo)高度時(shí)，在平飛迎角的基礎(chǔ)上根據(jù)高度與目標(biāo)高度的差設(shè)定一個(gè)經(jīng)過PID控制器輸出的限制幅度的爬升角，由飛機(jī)當(dāng)前的俯仰角和爬升角的偏差來控制升降舵面，使飛機(jī)迅速達(dá)到這個(gè)爬升角，而盡快完成高度偏差的消除。

但飛機(jī)的高度升高或降低后，必然造成空速的變化，因此采用油門來控制飛機(jī)的空速，即當(dāng)空速低于目標(biāo)空速后，在當(dāng)前油門的基礎(chǔ)上增加油門，當(dāng)前空速高于目標(biāo)空速后，在當(dāng)前油門的基礎(chǔ)上減小油門。這種控制方式的好處是能對(duì)高度的變化進(jìn)行第一時(shí)間的反應(yīng)，因此高度控制較好，缺點(diǎn)是當(dāng)油門失效時(shí)，比如發(fā)動(dòng)機(jī)熄火發(fā)生時(shí)，由于高度降低飛控將使飛機(jī)保持經(jīng)過限幅的最大仰角，最終由于動(dòng)力的缺乏導(dǎo)致失速。

因此，兩種控制模式根據(jù)實(shí)際情況而選用。

來源：云淺琉璃