無人機(jī)最核心的技術(shù)集中在總體技術(shù)、動(dòng)力系統(tǒng)和飛控技術(shù)三個(gè)方面，共同決定了無人機(jī)系統(tǒng)的飛行高度、航程、航時(shí)、航速、載重等等一些重要的技術(shù)指標(biāo)，而這其中就涉及到無人機(jī)的飛控系統(tǒng)。

在無人機(jī)中，飛控系統(tǒng)的作用是控制無人機(jī)運(yùn)行的姿態(tài)和高度，決定著無人機(jī)飛行時(shí)的航跡和路線，它是無人機(jī)完成各種任務(wù)的關(guān)鍵。一套完整的無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)由飛行控制計(jì)算機(jī)、姿態(tài)傳感器、無線電高度計(jì)等組成，其核心是飛行器控制算法。

那么無人機(jī)的飛控系統(tǒng)，又由哪幾部分組成呢？

飛行控制系統(tǒng)簡(jiǎn)稱飛控系統(tǒng)，是控制無人機(jī)飛行姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)方向的部件，是無人機(jī)完成起飛、空中飛行、執(zhí)行任務(wù)、返場(chǎng)回收等整個(gè)飛行過程的核心系統(tǒng)，也稱為自動(dòng)駕駛儀（自駕），這也是無人機(jī)區(qū)別于航模的根本原因之一。

實(shí)際上，無人機(jī)的飛控系統(tǒng)就相當(dāng)于有人機(jī)的駕駛員，是無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)的關(guān)鍵。

組成部分

1、飛行控制器

作為無人機(jī)飛行運(yùn)動(dòng)控制的核心，它要完成飛行器姿態(tài)和位置兩大類輸入?yún)?shù)與輸出參數(shù)之間的轉(zhuǎn)換，同時(shí)還要滿足各種外界干擾條件下對(duì)操縱指令響應(yīng)速度以及飛機(jī)操縱穩(wěn)定性等要求的系統(tǒng)集成。

2、姿態(tài)傳感器

目前常用有慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、氣壓導(dǎo)航系統(tǒng)和激光陀螺儀。為了提高飛機(jī)的操縱穩(wěn)定性，通常采用陀螺和加速度計(jì)共同組成復(fù)合陀螺結(jié)構(gòu)，保證了飛機(jī)姿態(tài)跟蹤能力及在各種復(fù)雜姿態(tài)下飛機(jī)均能平穩(wěn)地沿給定軌跡飛行。

3、無線電高度計(jì)

高度計(jì)主要用于探測(cè)和計(jì)算無人機(jī)所處空中的高精度位置信息，通常采用三軸數(shù)字陀螺儀加三軸數(shù)字組合方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4、飛行器控制算法軟件

飛控系統(tǒng)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，其中涉及到大量對(duì)飛機(jī)控制算法優(yōu)化和提高精度性能有重要影響的變量參數(shù)，如姿態(tài)角、速度等；還要考慮到外界環(huán)境擾動(dòng)及各種干擾條件下對(duì)數(shù)據(jù)處理過程所產(chǎn)生負(fù)面影響。

5、實(shí)時(shí)控制器系統(tǒng)

無人機(jī)要實(shí)現(xiàn)精確懸停、定高返航是飛行控制系統(tǒng)功能之一，而這些功能實(shí)現(xiàn)都需要基于實(shí)時(shí)控制器算法軟件。實(shí)時(shí)控制器可分為慣性實(shí)時(shí)控制器和視覺實(shí)時(shí)控制器兩種，其中視覺RTK一般用于無人機(jī)導(dǎo)航任務(wù)；慣性實(shí)時(shí)控制器可應(yīng)用于固定翼飛機(jī)、直升機(jī)等。

基本功能

1、控制

解決“怎么飛”的問題。

根據(jù)任務(wù)，通過算法計(jì)算出控制量，輸出給電調(diào)，進(jìn)而控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)姿態(tài)控制，這是飛控系統(tǒng)要做的首要事情。

2、定位

解決“在哪兒”的問題。

充分發(fā)揮飛控系統(tǒng)中各種傳感器的功能，綜合分析判斷得到準(zhǔn)確的位置和姿態(tài)信息。

3、導(dǎo)航

解決“去哪兒”的問題。

飛行操控人員或者地面站操控?zé)o人機(jī)進(jìn)行飛行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)航跡控制

機(jī)載計(jì)算機(jī)

機(jī)載計(jì)算機(jī)是飛控系統(tǒng)的核心部件，是算法計(jì)算平臺(tái)，由硬件和軟件組成。

1、硬件也就是電路板，由主處理控制器（常用的有通用型處理器（MPU）、微處理器（MCU）、數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）及可編程門陣列（FPGA）、二次電源（5V、±15V 等直流電源）、模擬量輸入/輸出接口、離散量接口、通信接口（RS232/RS422/RS485、ARINC429和 1553B 總線）、余度管理（信息交換電路、同步指示電路、通道故障邏輯綜合電路及故障切換電路）、加溫電路、檢測(cè)接口等組成。

2、軟件也就是飛控程序，是一種運(yùn)行于計(jì)算機(jī)上的嵌入式實(shí)時(shí)任務(wù)軟件，不僅要求功能正確、性能好、效率高，而且要求其具有較好的質(zhì)量保證、可靠性和可維護(hù)性。

主要模塊有硬件接口驅(qū)動(dòng)模塊、傳感器數(shù)據(jù)處理模塊、飛行控制律模塊、導(dǎo)航與制導(dǎo)律模塊、飛行任務(wù)管理模塊、任務(wù)設(shè)備管理模塊、余度管理模塊、數(shù)據(jù)傳輸和記錄模塊、自檢測(cè)模塊等。

轉(zhuǎn)載“U飛無人機(jī)”