飞控(kòng)系统又称(chēng)为飞行管理与控制系统,相(xiàng)当(dāng)于(yú)无人机(jī)系统的“心脏”部分(fèn),对无人机(jī)的稳(wěn)定性、数据传输的可靠(kào)性、精确度(dù)、实时性等都有重要影响,对其飞行性(xìng)能起决(jué)定性(xìng)的作用;数据链系(xì)统(tǒng)可以(yǐ)保证对遥控指令的准确传输,以及无人机接收、发送信息的实时性(xìng)和可靠性,以保证信息(xī)反馈的(de)及时有效性和顺利(lì)、准确的(de)完(wán)成任(rèn)务。发射回收系(xì)统(tǒng)保证无人机顺利升空以达到安全的高度和速度飞行(háng),并在执行完任务后从天空安全(quán)回落(luò)到(dào)地面。
谈到(dào)无人机的飞控计算机系(xì)统。这(zhè)个系统(tǒng)的关键依然是芯片。以前无(wú)人机最大(dà)的矛盾是一方面需(xū)要运算(suàn)高速度,另一方面(miàn)需(xū)要体积(jī)微型(xíng)化,之所以无(wú)人机(jī)在巡航(háng)速度和(hé)范(fàn)围方面很长一段时间没(méi)有突破,就是因为始终受限于飞(fēi)控系统的性能,而飞(fēi)控计算机系统的(de)性能(néng)又受限于(yú)芯片的技术。
这个(gè)问题真正得到解(jiě)决是在嵌入式芯片飞跃发展之后。2005年之(zhī)后(hòu),随着微电子技术(shù)的飞速发展(zhǎn),许多芯片开发公(gōng)司设(shè)计出了众多功能(néng)强大(dà),功耗、体积大大缩小的嵌入式计算机芯片(piàn)。
跟人们平时(shí)接触的芯片不(bú)同,在(zài)无人机的(de)计(jì)算机芯片(piàn)领域,应用在小型飞控计算机系统的芯片最为广泛的不是英特尔的(de),也不(bú)是AMD的,而是德州仪器(qì)公司开发的(de)型(xíng)号为“TMS320 LF2407”的DSP芯片(数字信号控制(zhì)器),它是德州仪器(qì)公司TMS320系列中的一(yī)种(zhǒng)16位(wèi)定点DSP,
这种芯片的运算速度以及众多的外围接口电路很适合用来完成对小(xiǎo)型无(wú)人机(jī)的实(shí)时控(kòng)制(zhì)功能。
这是一种具有特殊结构的微处理器,芯片(piàn)内(nèi)部采用程序和数据分开的哈佛结(jié)构,具有专门的硬件乘法器,采(cǎi)用(yòng)流水(shuǐ)线操(cāo)作,提(tí)供(gòng)特殊的(de)DSP指令,可(kě)以快速实现各(gè)种数字信号处理算法。使飞控机实现较复杂的飞行控制与(yǔ)飞行管理功能,同时还满足了小型无人机的小体(tǐ)积和低功(gōng)耗的要求(qiú)。
首先(xiān)是飞(fēi)控计算机系统的无线通信模块实时收(shōu)集安装在无人机不同部位上的高精度传感器,收集飞(fēi)行状态数据,同时通过远程数(shù)据传输模块接(jiē)收来自地面控(kòng)制站点(diǎn)发来的控制数据。
接下来飞控(kòng)计算机将实时收集的飞行数(shù)据和控(kòng)制数据交给(gěi)数(shù)据处理模块进(jìn)行运算处理,根据(jù)运算结果得出一(yī)个个明确(què)的控制(zhì)指令,经过(guò)数据传输模(mó)块将指令发送给飞控系统的实时(shí)控制模块。
第(dì)三步最为关键,即(jí)使实时(shí)控制模块(kuài)按照这些指令对(duì)整个飞机的飞行模(mó)式进行控制(zhì)和调整,与此同时将(jiāng)无人机的状态(tài)数据及发动机、机载电源系统、任务设备(bèi)的工作状态参数实(shí)时传送给机载无线电数据终端,经无线(xiàn)电(diàn)下行信道发(fā)送回地面控制站点,以便地面基(jī)站发出下一步控(kòng)制数据(jù)。
“飞控计算(suàn)机系(xì)统的应(yīng)用程(chéng)序都是专门(mén)开发的?”
飞控系统的应用程序很(hěn)多都是用C语(yǔ)言进行编(biān)写,很多(duō)应用程序都是在(zài)原有飞行控制软件系统的(de)基(jī)础(chǔ)上(shàng)改造的。飞控系(xì)统(tǒng)的应用(yòng)程序(xù)主要用来实现两方面的功能,一(yī)个是飞行控制,一个是飞行管理。
对应(yīng)着不同的(de)硬件模块,这(zhè)些应用(yòng)程序(xù)按照具体职能分(fèn)为(wéi)四(sì)大单元(yuán):时间管理单(dān)元、数据(jù)采(cǎi)集处理单元、通(tōng)信模(mó)块、控制单元。
时间管理单(dān)元在毫秒级时间内对无人机(jī)进行实时控制(zhì);数据(jù)采(cǎi)集单元采集无人机的飞行(háng)状(zhuàng)态、姿(zī)态参数以及飞行(háng)参数、飞行状态及飞行参(cān)数进行遥测编码(mǎ),控制单(dān)元则负责进行解(jiě)算工作。
目前包(bāo)括云南昆明俊鹰航拍(pāi)科技(jì)公司在内的很多航空工业公(gōng)司都(dōu)在(zài)积(jī)极涉足民用无人机市场,通过开发价格更为(wéi)低廉性能更加强大的飞控计算机系统和(hé)飞机模块(kuài),提升无人(rén)机的智能化(huà)飞行,加速无人机市场的快(kuài)速发展。一份市场分析机构出示的调查报告显示,未来几(jǐ)年,包(bāo)括飞(fēi)控计算机系(xì)统在内,无人机市场价值将突破(pò)10000亿美元(yuán),而且(qiě)将从军(jun1)事领域进一步(bù)扩大到(dào)民用领域,得到更多积(jī)极应用(yòng)。

咨询航拍(pāi)服(fú)务可加昆(kūn)明俊鹰(yīng)无(wú)人机飞控手老鹰的微信laoyingfly |