[发明专利]一种微小型无人直升机双余度自主飞行控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种微小型无人直升机双余度自主飞行控制系统，它是一种针对微小型无人直升机的双余度飞行控制系统综合设计，属于航空飞行控制技术领域。

背景技术

无人直升机具有独特的飞行性能和使用价值。在军事方面，无人直升机能够执行包括侦察、监视、攻击、通信中继等任务；在民用方面，无人直升机在航拍、大气监测、交通监控、电力巡查、森林防火等方面具有广泛的应用前景。另外，因为无人直升机飞行控制系统是一个的非线性、强耦合、多变量、欠驱动系统，所以它也是控制理论研究的优秀平台。近年来，微小型无人直升机试验系统得到了越来越多的应用，正逐渐成为国际上的一个研究热点。

随着无人直升机的应用越来越广以及飞行控制理论的发展，要求微小型无人直升机试验系统能够完成更多、更复杂的飞行任务，对微小型无人直升机飞控系统处理任务能力要求也就越来越高。为了提高飞行控制系统性能，实现飞控任务的要求，微小型无人直升机飞控系统也越来越多的配备高性能电子设备。

从应用于微小型直升机飞控系统中的飞控计算机发展看，主要经历以下几次升级：

1.基于单片机/数字信号处理器（DSP）的飞行控制系统；

2.基于ARM的飞行控制系统；

3.基于PC-104结构的飞行控制系统；

4.基于PC-104和DSP的单余度飞行控制系统

结合PC-104与DSP的单余度飞行控制系统是当前为小型无人直升机飞控设计的主流，但是飞控系统硬件的复杂程度增加，设计成本的提高。使这种单余度飞控系统对突发故障状态下的直升机飞行安全保障不足，特别是在飞行任务越来越复杂，机载设备数据传输速率越来越高的情况下，单余度飞控系统在处理过程中出现问题的几率越来越高，系统可靠性很难保证。在飞行试验过程中，飞控计算机出现故障而没有备份替代，试验失败同时的设备损失极大地提高了微小型无人直升机试验平台的试验成本。所以本发明提出了一种双余度飞行控制系统设计方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微小型无人直升机双余度自主飞行控制系统，采用本发明，能够提高小型无人直升机的自主能力，增加系统的可靠性，特别是在飞控计算机出现故障时，能够最大程度上保证试验平台的安全。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种微小型无人直升机双余度自主飞行控制系统，它包括机载控制系统与地面遥控遥测系统两部分，两者之间的关系是：机载控制系统采集直升机飞行数据，根据飞行控制算法控制无人直升机按预定科目飞行，并将飞行数据以及算法结果通过机载控制系统中的机载数传电台发送至地面遥控遥测系统；地面遥控遥测系统接收机载控制系统发送的数据，通过地面站显示，供地面实验人员了解直升机飞行与控制状态，并实时的由地面站上传控制指令，调节和更改直升机飞行科目和控制状态。