[实用新型]微小型无人直升机多模态自主飞行的控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及微小型无人直升机的自主飞行控制技术领域，尤其涉及一种微小型无人直升机多模态自主飞行的控制系统。

背景技术

微小型无人直升机，一般是载重在10kg以下直升机，其具有机动灵活、安全可靠等特点。相比于其它无人机，小型无人直升机具有造价低，体积小，重量轻，飞行相对灵活，具有垂直起降、空中悬停、协调转弯、向前和向后飞行等多种飞行模态。而且它对起飞场地和使用环境的要求低，更易于适应复杂多变的环境，在军事和民用领域均具有广阔的应用前景，如侦察监视、搜索救援、目标跟踪、电力检修、航拍成像等。

然而，微小型无人直升机是一个非常复杂的高阶控制对象，它具有高度非线性和复杂的动力学特性，纵横向轴间耦合强，开环不稳定，这些都给微小型无人直升机的控制带来了不小的难度。直升机动特性的不稳定，导致其对控制系统的依赖程度比其它飞行器大得多，因此，计算机飞行控制系统已经成为微小型无人直升机自主飞行不可或缺的重要组成部分

目前，微小型无人直升机基本都是通过专业的操纵人员通过无线遥控以及机载电子控制系统来控制，从而完成飞行任务。这对操纵人员的技术要求较高，而且只能在有限的距离内飞行，大大限制了微小型无人直升机的应用范围。

因此，解决上述问题就显得很重要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及的问题，提供一种微小型无人直升机多模态自主飞行的控制系统。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

微小型无人直升机多模态自主飞行的控制系统，包含机载部分和地面站控制部分；

所述的地面站控制部分包含地面监控站、地面无线数传和遥控器，所述地面监控站和地面无线数传电气相连；

所述机载部分包含飞行控制模块、传感器模块、机载无线数传、遥控接收机和执行机构；

所述传感器模块包括气压传感器、超声波测高传感器、速度传感器、航姿传感器和GPS；

所述飞行控制模块分别和气压传感器、超声波测高传感器、速度传感器、航姿传感器、GPS、机载无线数传、遥控接收机、执行机构电气相连，用于接收的遥控信号或地面控制信号，并经过计算后输出控制信号控制执行机构工作；

所述遥控接收机用于在无线遥控模式时接收遥控器的遥控信号并将其传递给飞行控制模块；

所述机载无线数传和地面无线数传基于无线通信。

作为本实用新型微小型无人直升机多模态自主飞行的控制系统进一步的优化方案，所述飞行控制模块采用DSP模块。

作为本实用新型微小型无人直升机多模态自主飞行的控制系统进一步的优化方案，所述DSP模块采用DSP芯片TMS320F28335。

作为本实用新型微小型无人直升机多模态自主飞行的控制系统进一步的优化方案，所述执行机构包含一个电机和四个舵机，所述电机用于控制旋翼转速，所述四个舵机分别用于控制总距、尾桨桨距、横向周期变距、纵向周期变距。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.采用DSP28335芯片作为飞控计算机，所有的控制过程均通过这个控制芯片完成，其运行速度快且能运算浮点数，提高了系统的工作效率和准确性，而且该电路体积小、重量轻，便于安装，成本低廉，实用性强；

2.能够进行多模态自主飞行模式，实现自稳、定高悬停、姿态保持等飞行模态，不需要人为干预；

3.可采用遥控控制、自动控制结合的控制方式，使得在自动控制出现故障时，采用手动控制，避免了直升机的不可控状态。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的控制结构示意图；

图3为本实用新型飞行控制的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，本实用新型公开了一种微小型无人直升机多模态自主飞行的控制系统，包含机载部分和地面站控制部分；

所述的地面站控制部分包含地面站、地面无线数传和无线遥控器，所述地面站和地面无线数传电气相连；

所述机载部分包含飞行控制模块、传感器模块、机载无线数传、遥控接收机和执行机构；

所述传感器模块包括气压传感器、超声波测高传感器、速度传感器、航姿传感器和GPS；