2018年10月08日

在一些小型无人机的硬件组成中,用到陀螺仪、加速度传感器硬件及功能的无人机产品相当常见。另外,还有一些无人机会使用到倾角传感器,来实现对姿态稳定的控制。由此可见,无人机中的陀螺仪和倾角传感器发挥着非常重要的作用。


我们知道,无人机的飞行控制系统是其最主要的组成部分之一,而姿态的稳定控制是对无人机顺利执行各项任务的有效方法。在目前无人机实际制造和应用中,部分无人机产品基于三轴陀螺仪和倾角传感器,来构成全姿态的增稳控制系统。


无人机内回路中的陀螺仪和倾角传感器


无人机姿态增稳控制属于内回路控制,它包括姿态保持与控制、速度控制等模式。内回路控制是在以三轴陀螺仪和倾角传感器获取无人机飞行姿态的基础上,通过对升降舵、方向舵的控制,完成飞行姿态的稳定与控制。


其中,三轴陀螺仪主要用来测量无人机在飞行过程中俯仰角、横滚角和偏航角的角速度,并根据角速度积分计算角度的改变。而一般采用双轴倾角传感器,与三轴陀螺仪构成全姿态增稳控制回路。


陀螺仪测量得到的角速度信息用作增稳反馈控制,使飞机操纵起来变的更“迟钝”一些,从而利用倾角传感器测得飞机横滚角和俯仰角。然后将陀螺仪测得的角速率信息和倾角传感器测得的姿态角进行捷联运算,得到融合后的姿态信息。这种较为复杂的捷联算法,能够使姿态精度得到很大提高。


无人机内回路控制是外回路控制的基础和核心


另外,外回路控制是以GPS模块的位置、航向信号、气压传感器的气压高度信号为基准的,它通过导航控制方法计算出飞行器的预定航线和实际航线。


因而可以说,内回路控制作为飞行控制的核心回路,也是飞行高度、航迹等外回路控制的基础。内回路控制可以说是外回路控制的基础,对其能否稳定飞行起着至关重要的作用。


总体来说,从实际应用的效果看,基于三轴陀螺仪和倾角传感器构成的姿态增稳控制系统,不仅满足了一些无人机现阶段任务要求,还达到了良好的效果,为同类无人机的开发与研制提供了一套行之有效的方法。


新闻中心


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