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揭开多旋翼无人机的神秘面纱(下)

2018-09-08姜连涛

第二课堂(校外活动版) 2018年8期

姜连涛

(接上期)

无人机飞控系统的核心是飞行控制器,简称飞控,也叫自驾仪,即自动驾驶仪,它的存在是无人机与航模不同的根本原因。飞控系统是无人机的大脑,无人机所能实现各种功能都有赖于它的性能(如图1)。

无人机飞控系统有两个最重要的功能。第一个功能是稳定飞机的姿态,就像人一样,人类耳朵里面有个结构叫半规管,如果你在原地快速转上好幾圈,是不是会觉得天旋地转?那就是因为你人停下了,半规管还没有恢复原状。多旋翼无人机作为空中机器人,要稳定姿态,也需要这样类似的结构,那就是陀螺仪,配合着一些其他传感器,比如通过测量气压来保持飞机高度的气压计,无人机就可以知道自身当前的状态,并且做出相应调整来保持自身的稳定。图2所示为机械陀螺仪,这么大的陀螺仪显然没有办法放在无人机小巧的机身内,目前无人机所用陀螺仪已经是电子的了,如图3所示的就是电子三轴陀螺仪。

无人机飞控系统的第二个功能就是自动驾驶功能,也就是在设定好起点和终点之后,无人机可以在没有人参与的情况下,自动从起点飞到终点。实现这个功能最重要的部件是什么呢?就是卫星导航模块。像我们手机的导航软件一样,无人机的卫星导航模块可以让无人机知道自己当前在哪里,要去哪里。飞控系统知晓这些之后,就会控制相应的电机,使无人机向目的地飞去。

我们来总结一下,陀螺仪就像人的半规管,而飞控就像是大脑,电机、电调就是无人机的手脚。……

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