一種小型智能化無人機飛控導航系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及飛機導航系統應用技術領域，尤其是一種小型智能化無人機飛控導航系統。
【背景技術】
[0002]隨著高新技術在武器裝備上的廣泛應用，無人機的研制正在取得突破性的進展。世界上最近發生的幾次局部戰爭，凸現出無人機在軍事上的實用性。然而，飛控導航系統作為無人機的大腦和神經，在無人機的任務過程中扮演著關鍵角色。如何設計高可靠和智能化的飛控導航系統，是無人機設計師的終極目標。
[0003]目前，國內在起飛重量不超過300kg級的無人機上，飛行控制系統多采用PC104計算機結構或基于單片機兩種分立式方案，重量重，體積大，集成化能力差。無人機的飛行控制主要采取兩種形式:第一種是采取預先編制的控制程序，來自動控制飛行；第二種是由設置在地面、空中或艦船上的遙控指揮站來指揮。
【實用新型內容】
[0004]現有技術不能滿足人們的需要，為彌補現有技術不足，本實用新型旨在提供一種小型智能化無人機飛控導航系統。
[0005]為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案:一種小型智能化無人機飛控導航系統，整個無人機系統至少包括GPS/GL0NASS接收天線及接收機、機載姿態傳感器、無線電接收系統、DSP機載計算機和執行機構；所述GPS/GL0NASS接收天線及接收機、機載姿態傳感器和無線電接受系統分別與DSP機載計算機連接；所述執行機構與DSP機載計算機連接，所述機載姿態傳感器包括機載高度傳感器、空速航向和姿態角傳感器。
[0006]進一步的，所述的一種小型智能化無人機飛控導航系統，其特征在于:飛控/導航系統分為飛控/導航組合、空速管、驅動信號放大器、伺服舵機四部分；飛控/導航組合一方面用于導航和任務控制以及地面控制站的通訊，另一方面用于飛機的飛行控制和增穩控制；伺服舵機的控制由飛控DSP采用PWM脈寬調制波來實現。
[0007]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:該無人機系統應首先具備完整的慣性系統和定位系統，具有完備的飛行任務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，以便在人機交互的同時對飛機的穩定進行控制；此外，整個系統重量和體積較小，硬件電路設計力求簡捷和直接，可靠性較強。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型的無人機功能結構簡圖；
[0009]圖2為本實用新型的定位與導航系統結構示意圖；
[0010]圖3為本實用新型無人機導航與飛控的關系示意圖；
[0011]圖4為本實用新型的飛控系統軟件頂層設計示意圖；
[0012]圖5為本實用新型的飛控決策控制關系示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0014]請參閱圖1~5，本實用新型實施例中，一種小型智能化無人機飛控導航系統，整個無人機系統至少包括GPS/GL0NASS接收天線及接收機、機載姿態傳感器、無線電接收系統、DSP機載計算機和執行機構；所述GPS/GL0NASS接收天線及接收機、機載姿態傳感器和無線電接受系統分別與DSP機載計算機連接；所述執行機構與DSP機載計算機連接。所述機載姿態傳感器包括機載高度傳感器、空速航向和姿態角傳感器。
[0015]進一步的，所述的一種小型智能化無人機飛控導航系統，其特征在于:飛控/導航系統分為飛控/導航組合、空速管、驅動信號放大器、伺服舵機四部分；飛控/導航組合一方面用于導航和任務控制以及地面控制站的通訊，另一方面用于飛機的飛行控制和增穩控制；伺服舵機的控制由飛控DSP采用PWM脈寬調制波來實現。
[0016]本實用新型的功能原理為:飛行控制與管理包括以下功能:姿態角的穩定控制:包括俯仰角穩定與控制、傾斜角穩定與控制、航向角穩定與控制；高度控制:飛行過程在巡航階段需要進行高度穩定與控制；飛行軌跡控制:采用偏航角與偏航距進行航跡的跟蹤控制；發動機狀態控制(風門控制)；人工遙控；系統能夠從完全自主程控狀態下切換到飛行過程中所需的人工操縱飛行；多點程序控制的全航向飛行自主控制；航跡自主控制和組合導航控制；應急控制:測控通訊信號中斷后，在規定的時間內通訊仍不能恢復，自動飛到預定高度盤旋待機；如一段時間后通訊仍不能恢復，則返回預定的空域盤旋待機；起飛與回收控制；機載測控與信息傳輸系統能傳遞飛機狀態、儀器設備工作狀態、發動機工作狀態、機載電源狀態等遙測數據信息。
[0017]定位與導航軟件主要完成以下功能:解碼DSP計算機與GPS數據之間的通訊，包括定位數據的接收，GPS控制命令的發送、定位數據的處理；導航DSP計算機進行航跡控制系統控制量的計算；在導航控制量計算的同時，需要利用機載傳感器進行航程推算(DR);為了減少風場干擾，需要對風場進行估計(WE)，并利用估計的風場進行航位修正；導航模式的調度，包括導航任務規劃、多種導航模式相互間的切換；導航DSP計算機與飛行控制DSP計算機數據通訊。
[0018]飛行控制系統主要是實現高度、航向、發動機油門的控制以及無人機姿態的穩定，同時為了便于控制的靈活性，本系統還設置了一個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人機完成預期的作業任務。
[0019]對于本領域技術人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本實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現本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本實用新型內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
[0020]以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何細微修改、等同替換和改進，均應包含在本實用新型技術方案的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種小型智能化無人機飛控導航系統，其特征在于包括GPS/GLONASS接收天線及接收機、機載姿態傳感器、無線電接收系統、DSP機載計算機和執行機構；所述GPS/GLONASS接收天線及接收機、機載姿態傳感器和無線電接受系統分別與DSP機載計算機連接；所述執行機構與DSP機載計算機連接；所述機載姿態傳感器包括機載高度傳感器、空速航向和姿態角傳感器。
2.根據權利要求1所述的一種小型智能化無人機飛控導航系統，其特征在于:飛控/導航系統分為飛控/導航組合、空速管、驅動信號放大器、伺服舵機四部分；飛控/導航組合一方面用于導航和任務控制以及地面控制站的通訊，另一方面用于飛機的飛行控制和增穩控制；伺服舵機的控制由飛控DSP采用PWM脈寬調制波來實現。
【專利摘要】一種小型智能化無人機飛控導航系統，至少包括GPS/GLONASS接收天線及接收機、機載姿態傳感器、無線電接收系統、DSP機載計算機和執行機構；所述GPS/GLONASS接收天線及接收機、機載傳感器和無線電接受系統分別與DSP機載計算機連接；所述執行機構與DSP機載計算機連接。所述機載姿態傳感器包括機載高度傳感器、空速航向和姿態角傳感器；所述機載計算機包括3個DSP處理器：GPS接收解碼DSP，導航DSP和飛控DSP；舵機選用Futaba專用舵機。
【IPC分類】G05D1-08, G05D1-10
【公開號】CN204557220
【申請號】CN201520220697
【發明人】何炎祥, 徐正全, 彭真明
【申請人】黃石北斗產業發展股份有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月14日