無人機系統的基本結構介紹

無(wu)人機(ji)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)主要(yao)包(bao)括飛(fei)(fei)機(ji)機(ji)體、飛(fei)(fei)控系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)、數(shu)據(ju)(ju)鏈系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)、發(fa)(fa)射回(hui)(hui)收系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)、電源系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)等(deng)。飛(fei)(fei)控系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)又稱為飛(fei)(fei)行管理與控制系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)，相當(dang)于無(wu)人機(ji)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)“心(xin)臟”部分，對(dui)無(wu)人機(ji)的(de)(de)穩定性(xing)(xing)(xing)、數(shu)據(ju)(ju)傳輸的(de)(de)可(ke)靠性(xing)(xing)(xing)、精確(que)度、實時(shi)性(xing)(xing)(xing)等(deng)都有重要(yao)影(ying)響，對(dui)其飛(fei)(fei)行性(xing)(xing)(xing)能起決定性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)作用；數(shu)據(ju)(ju)鏈系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)可(ke)以保(bao)證對(dui)遙控指令的(de)(de)準(zhun)確(que)傳輸，以及無(wu)人機(ji)接收、發(fa)(fa)送(song)信息(xi)的(de)(de)實時(shi)性(xing)(xing)(xing)和可(ke)靠性(xing)(xing)(xing)，以保(bao)證信息(xi)反饋的(de)(de)及時(shi)有效(xiao)性(xing)(xing)(xing)和順利、準(zhun)確(que)的(de)(de)完成任務。發(fa)(fa)射回(hui)(hui)收系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)保(bao)證無(wu)人機(ji)順利升空(kong)以達到安全的(de)(de)高(gao)度和速度飛(fei)(fei)行，并在執行完任務后從天空(kong)安全回(hui)(hui)落到地面(mian)。

該圖片由注冊用戶"互聯網說"提供，版權聲明反饋

無人機(ji)是一種(zhong)(zhong)自帶動力(li)的、無線電遙控或(huo)自主飛行的、能執(zhi)行多(duo)種(zhong)(zhong)任(ren)務(wu)并能多(duo)次使用的無人駕駛飛行器。要實現(xian)無人機(ji)的自主飛行、順利(li)完成指定任(ren)務(wu)，其飛行控制、導(dao)航與(yu)制導(dao)是最關鍵的技術。

無(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)自動飛(fei)(fei)行(xing)控制(zhi)(zhi)系(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)基(ji)(ji)本(ben)任務是當無(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)在空中受到(dao)干(gan)擾時保持飛(fei)(fei)機(ji)(ji)姿態與(yu)航(hang)(hang)跡的(de)(de)穩定(ding)(ding)，以及(ji)按地面(mian)無(wu)(wu)(wu)線(xian)傳(chuan)輸指令的(de)(de)要求，改變飛(fei)(fei)機(ji)(ji)姿態與(yu)航(hang)(hang)跡，并完成導航(hang)(hang)計算、遙測數據傳(chuan)送、任務控制(zhi)(zhi)與(yu)管理等。無(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)導航(hang)(hang)系(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)基(ji)(ji)本(ben)任務是控制(zhi)(zhi)無(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)按照預定(ding)(ding)的(de)(de)任務航(hang)(hang)路(lu)飛(fei)(fei)行(xing)。實現(xian)導航(hang)(hang)的(de)(de)基(ji)(ji)本(ben)條件是必(bi)須能夠(gou)確(que)定(ding)(ding)無(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)飛(fei)(fei)行(xing)的(de)(de)實時位置(zhi)和速度等相(xiang)關參數信息(xi)。制(zhi)(zhi)導系(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)基(ji)(ji)本(ben)任務是確(que)定(ding)(ding)無(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)與(yu)目標(biao)的(de)(de)相(xiang)對(dui)位置(zhi)，操縱無(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)飛(fei)(fei)行(xing)，在一定(ding)(ding)的(de)(de)準確(que)度下，引(yin)導無(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)沿預定(ding)(ding)的(de)(de)軌(gui)跡飛(fei)(fei)向(xiang)目標(biao)。對(dui)于無(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)來說(shuo)，在自動飛(fei)(fei)行(xing)控制(zhi)(zhi)系(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)基(ji)(ji)礎上，導航(hang)(hang)、制(zhi)(zhi)導和飛(fei)(fei)控系(xi)(xi)(xi)統之間是相(xiang)互聯系(xi)(xi)(xi)的(de)(de)。

無人機飛控系統的工作原理

無人機(ji)飛(fei)行控(kong)制系統（Flight control system）簡稱飛(fei)控(kong)，可以(yi)看作(zuo)飛(fei)行器(qi)的大腦。多(duo)軸飛(fei)行器(qi)的飛(fei)行、懸停，姿(zi)態變化等(deng)等(deng)都(dou)是(shi)由多(duo)種傳(chuan)(chuan)感器(qi)將飛(fei)行器(qi)本身的姿(zi)態數據傳(chuan)(chuan)回飛(fei)控(kong)，再由飛(fei)控(kong)通(tong)過運算和判斷下達(da)指令，由執行機(ji)構(gou)完(wan)成動作(zuo)和飛(fei)行姿(zi)態調整(zheng)。

懸停是(shi)飛行(xing)控制系統的(de)重要動作，在(zai)懸停狀態(tai)(tai)下，無人機四個旋(xuan)翼具有相(xiang)等的(de)轉(zhuan)(zhuan)速(su)，產生(sheng)的(de)上升合(he)力(li)正好(hao)與(yu)自身重力(li)相(xiang)等，并且(qie)因為(wei)旋(xuan)翼轉(zhuan)(zhuan)速(su)大小相(xiang)等，前后端轉(zhuan)(zhuan)速(su)和左右(you)端轉(zhuan)(zhuan)速(su)方向相(xiang)反，從而使得(de)(de)飛行(xing)器總扭矩(ju)為(wei)零(ling)，使得(de)(de)飛行(xing)器靜止在(zai)空中，實現懸停狀態(tai)(tai)。

垂直運(yun)動是飛行控制系(xi)統的普通(tong)動作，在保證四(si)旋(xuan)翼(yi)無人機每個(ge)旋(xuan)轉速度大小(xiao)相等(deng)的倩況下，同(tong)時對(dui)每個(ge)旋(xuan)翼(yi)增(zeng)加或(huo)減小(xiao)大小(xiao)相等(deng)的轉速，便(bian)(bian)可實現飛行器的垂直運(yun)動。當同(tong)時増加四(si)個(ge)旋(xuan)翼(yi)轉速時，使得旋(xuan)翼(yi)產(chan)生的總(zong)升力(li)大小(xiao)超過四(si)旋(xuan)翼(yi)無人機的重力(li)時，即(ji)，四(si)旋(xuan)翼(yi)無人機便(bian)(bian)會垂直上升。反之，則垂直下降(jiang)。

翻滾運動(dong)是在保持四旋(xuan)(xuan)翼無人機前后(hou)端旋(xuan)(xuan)翼轉(zhuan)速不(bu)變的(de)情況下(xia)，通過改變左(zuo)右(you)(you)端的(de)旋(xuan)(xuan)翼轉(zhuan)速，使(shi)得(de)(de)左(zuo)右(you)(you)旋(xuan)(xuan)翼之間形成一(yi)定的(de)升力差，從而(er)使(shi)得(de)(de)沿飛行器機體左(zuo)右(you)(you)對稱軸上產(chan)生一(yi)定力矩，導致在方向上產(chan)生角加速度實現控制的(de)。

俯仰運動是(shi)在保持機(ji)(ji)身(shen)左右端(duan)旋(xuan)翼轉(zhuan)(zhuan)速(su)不變(bian)(bian)的前(qian)(qian)提下，通過改變(bian)(bian)前(qian)(qian)后(hou)端(duan)旋(xuan)翼轉(zhuan)(zhuan)速(su)形成(cheng)前(qian)(qian)后(hou)旋(xuan)翼升力差，從而在機(ji)(ji)身(shen)前(qian)(qian)后(hou)端(duan)對稱軸上形成(cheng)一定力矩，引起角(jiao)方向上的角(jiao)加速(su)度(du)實現控(kong)制(zhi)的，而偏航運動是(shi)通過同時兩兩控(kong)制(zhi)四(si)個旋(xuan)翼轉(zhuan)(zhuan)速(su)實現控(kong)制(zhi)的。