一種小型智能化無(wú)人機(jī)飛控導(dǎo)航系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種小型智能化無(wú)人機(jī)飛控導(dǎo)航系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著高新技術(shù)在武器裝備上的廣泛應(yīng)用，無(wú)人機(jī)的研制正在取得突破性的進(jìn)展。世界上最近發(fā)生的幾次局部戰(zhàn)爭(zhēng)，凸現(xiàn)出無(wú)人機(jī)在軍事上的實(shí)用性。然而，飛控導(dǎo)航系統(tǒng)作為無(wú)人機(jī)的大腦和神經(jīng)，在無(wú)人機(jī)的任務(wù)過(guò)程中扮演著關(guān)鍵角色。如何設(shè)計(jì)高可靠和智能化的飛控導(dǎo)航系統(tǒng)，是無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)師的終極目標(biāo)。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)在起飛重量不超過(guò)300kg級(jí)的無(wú)人機(jī)上，飛行控制系統(tǒng)多采用PC104計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)或基于單片機(jī)兩種分立式方案，重量重，體積大，集成化能力差。無(wú)人機(jī)的飛行控制主要采取兩種形式:第一種是采取預(yù)先編制的控制程序，來(lái)自動(dòng)控制飛行；第二種是由設(shè)置在地面、空中或艦船上的遙控指揮站來(lái)指揮。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]現(xiàn)有技術(shù)不能滿(mǎn)足人們的需要，為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)不足，本實(shí)用新型旨在提供一種小型智能化無(wú)人機(jī)飛控導(dǎo)航系統(tǒng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:一種小型智能化無(wú)人機(jī)飛控導(dǎo)航系統(tǒng)，整個(gè)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)至少包括GPS/GL0NASS接收天線及接收機(jī)、機(jī)載姿態(tài)傳感器、無(wú)線電接收系統(tǒng)、DSP機(jī)載計(jì)算機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述GPS/GL0NASS接收天線及接收機(jī)、機(jī)載姿態(tài)傳感器和無(wú)線電接受系統(tǒng)分別與DSP機(jī)載計(jì)算機(jī)連接；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)與DSP機(jī)載計(jì)算機(jī)連接，所述機(jī)載姿態(tài)傳感器包括機(jī)載高度傳感器、空速航向和姿態(tài)角傳感器。
[0006]進(jìn)一步的，所述的一種小型智能化無(wú)人機(jī)飛控導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于:飛控/導(dǎo)航系統(tǒng)分為飛控/導(dǎo)航組合、空速管、驅(qū)動(dòng)信號(hào)放大器、伺服舵機(jī)四部分；飛控/導(dǎo)航組合一方面用于導(dǎo)航和任務(wù)控制以及地面控制站的通訊，另一方面用于飛機(jī)的飛行控制和增穩(wěn)控制；伺服舵機(jī)的控制由飛控DSP采用PWM脈寬調(diào)制波來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:該無(wú)人機(jī)系統(tǒng)應(yīng)首先具備完整的慣性系統(tǒng)和定位系統(tǒng)，具有完備的飛行任務(wù)管理功能并保證不同飛行指令下的多模式的飛行控制能力，以便在人機(jī)交互的同時(shí)對(duì)飛機(jī)的穩(wěn)定進(jìn)行控制；此外，整個(gè)系統(tǒng)重量和體積較小，硬件電路設(shè)計(jì)力求簡(jiǎn)捷和直接，可靠性較強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型的無(wú)人機(jī)功能結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
[0009]圖2為本實(shí)用新型的定位與導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖3為本實(shí)用新型無(wú)人機(jī)導(dǎo)航與飛控的關(guān)系示意圖；
[0011]圖4為本實(shí)用新型的飛控系統(tǒng)軟件頂層設(shè)計(jì)示意圖；
[0012]圖5為本實(shí)用新型的飛控決策控制關(guān)系示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0014]請(qǐng)參閱圖1~5，本實(shí)用新型實(shí)施例中，一種小型智能化無(wú)人機(jī)飛控導(dǎo)航系統(tǒng)，整個(gè)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)至少包括GPS/GL0NASS接收天線及接收機(jī)、機(jī)載姿態(tài)傳感器、無(wú)線電接收系統(tǒng)、DSP機(jī)載計(jì)算機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述GPS/GL0NASS接收天線及接收機(jī)、機(jī)載姿態(tài)傳感器和無(wú)線電接受系統(tǒng)分別與DSP機(jī)載計(jì)算機(jī)連接；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)與DSP機(jī)載計(jì)算機(jī)連接。所述機(jī)載姿態(tài)傳感器包括機(jī)載高度傳感器、空速航向和姿態(tài)角傳感器。
[0015]進(jìn)一步的，所述的一種小型智能化無(wú)人機(jī)飛控導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于:飛控/導(dǎo)航系統(tǒng)分為飛控/導(dǎo)航組合、空速管、驅(qū)動(dòng)信號(hào)放大器、伺服舵機(jī)四部分；飛控/導(dǎo)航組合一方面用于導(dǎo)航和任務(wù)控制以及地面控制站的通訊，另一方面用于飛機(jī)的飛行控制和增穩(wěn)控制；伺服舵機(jī)的控制由飛控DSP采用PWM脈寬調(diào)制波來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0016]本實(shí)用新型的功能原理為:飛行控制與管理包括以下功能:姿態(tài)角的穩(wěn)定控制:包括俯仰角穩(wěn)定與控制、傾斜角穩(wěn)定與控制、航向角穩(wěn)定與控制；高度控制:飛行過(guò)程在巡航階段需要進(jìn)行高度穩(wěn)定與控制；飛行軌跡控制:采用偏航角與偏航距進(jìn)行航跡的跟蹤控制；發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)控制(風(fēng)門(mén)控制)；人工遙控；系統(tǒng)能夠從完全自主程控狀態(tài)下切換到飛行過(guò)程中所需的人工操縱飛行；多點(diǎn)程序控制的全航向飛行自主控制；航跡自主控制和組合導(dǎo)航控制；應(yīng)急控制:測(cè)控通訊信號(hào)中斷后，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)通訊仍不能恢復(fù)，自動(dòng)飛到預(yù)定高度盤(pán)旋待機(jī)；如一段時(shí)間后通訊仍不能恢復(fù)，則返回預(yù)定的空域盤(pán)旋待機(jī)；起飛與回收控制；機(jī)載測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)能傳遞飛機(jī)狀態(tài)、儀器設(shè)備工作狀態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)、機(jī)載電源狀態(tài)等遙測(cè)數(shù)據(jù)信息。
[0017]定位與導(dǎo)航軟件主要完成以下功能:解碼DSP計(jì)算機(jī)與GPS數(shù)據(jù)之間的通訊，包括定位數(shù)據(jù)的接收，GPS控制命令的發(fā)送、定位數(shù)據(jù)的處理；導(dǎo)航DSP計(jì)算機(jī)進(jìn)行航跡控制系統(tǒng)控制量的計(jì)算；在導(dǎo)航控制量計(jì)算的同時(shí)，需要利用機(jī)載傳感器進(jìn)行航程推算(DR);為了減少風(fēng)場(chǎng)干擾，需要對(duì)風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行估計(jì)(WE)，并利用估計(jì)的風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行航位修正；導(dǎo)航模式的調(diào)度，包括導(dǎo)航任務(wù)規(guī)劃、多種導(dǎo)航模式相互間的切換；導(dǎo)航DSP計(jì)算機(jī)與飛行控制DSP計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通訊。
[0018]飛行控制系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)高度、航向、發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)的控制以及無(wú)人機(jī)姿態(tài)的穩(wěn)定，同時(shí)為了便于控制的靈活性，本系統(tǒng)還設(shè)置了一個(gè)手遙控制和程序自主控制的切換模塊，用遙控或程控方式指揮無(wú)人機(jī)完成預(yù)期的作業(yè)任務(wù)。
[0019]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其它的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0020]以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同替換和改進(jìn)，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種小型智能化無(wú)人機(jī)飛控導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于包括GPS/GLONASS接收天線及接收機(jī)、機(jī)載姿態(tài)傳感器、無(wú)線電接收系統(tǒng)、DSP機(jī)載計(jì)算機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述GPS/GLONASS接收天線及接收機(jī)、機(jī)載姿態(tài)傳感器和無(wú)線電接受系統(tǒng)分別與DSP機(jī)載計(jì)算機(jī)連接；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)與DSP機(jī)載計(jì)算機(jī)連接；所述機(jī)載姿態(tài)傳感器包括機(jī)載高度傳感器、空速航向和姿態(tài)角傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型智能化無(wú)人機(jī)飛控導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于:飛控/導(dǎo)航系統(tǒng)分為飛控/導(dǎo)航組合、空速管、驅(qū)動(dòng)信號(hào)放大器、伺服舵機(jī)四部分；飛控/導(dǎo)航組合一方面用于導(dǎo)航和任務(wù)控制以及地面控制站的通訊，另一方面用于飛機(jī)的飛行控制和增穩(wěn)控制；伺服舵機(jī)的控制由飛控DSP采用PWM脈寬調(diào)制波來(lái)實(shí)現(xiàn)。
【專(zhuān)利摘要】一種小型智能化無(wú)人機(jī)飛控導(dǎo)航系統(tǒng)，至少包括GPS/GLONASS接收天線及接收機(jī)、機(jī)載姿態(tài)傳感器、無(wú)線電接收系統(tǒng)、DSP機(jī)載計(jì)算機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述GPS/GLONASS接收天線及接收機(jī)、機(jī)載傳感器和無(wú)線電接受系統(tǒng)分別與DSP機(jī)載計(jì)算機(jī)連接；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)與DSP機(jī)載計(jì)算機(jī)連接。所述機(jī)載姿態(tài)傳感器包括機(jī)載高度傳感器、空速航向和姿態(tài)角傳感器；所述機(jī)載計(jì)算機(jī)包括3個(gè)DSP處理器：GPS接收解碼DSP，導(dǎo)航DSP和飛控DSP；舵機(jī)選用Futaba專(zhuān)用舵機(jī)。
【IPC分類(lèi)】G05D1-08, G05D1-10
【公開(kāi)號(hào)】CN204557220
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520220697
【發(fā)明人】何炎祥, 徐正全, 彭真明
【申請(qǐng)人】黃石北斗產(chǎn)業(yè)發(fā)展股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年4月14日