無人機飛控

所謂無人機的飛控，就是無人機的飛行控制系統，

主要有陀螺儀（飛行姿態感知），加速計，地磁感應，氣壓傳感器（懸停高度粗略控制），超聲波傳感器（低空高度精確控制或避障），光流傳感器（懸停水平位置精確確定），GPS模塊（水平位置高度粗略定位），以及控制電路組成。主要的功能就是自動保持飛機的正常飛行姿態。

無人機飛控是指能夠穩定無人機飛行姿態，並能控制無人機自主或半自主飛行的控制系統，是無人機的大腦。

隨着智能化的發展，當今的無人機已不僅僅限於固定翼與傳統直升機形式，已經湧現出四軸、六軸、單軸、矢量控制等多種形式。

固定翼無人機飛行的控制通常包括方向、副翼、升降、油門、襟翼等控制舵面，通過舵機改變飛機的翼面，產生相應的扭矩，控制飛機轉彎、爬升、俯衝、橫滾等動作。

傳統直升機形式的無人機通過控制直升機的傾斜盤、油門、尾舵等，控制飛機轉彎、爬升、俯衝、橫滾等動作。

多軸形式的無人機一般通過控制各軸槳葉的轉速來控制無人機的姿態，以實現轉彎、爬升、俯衝、橫滾等動作。

對於固定翼無人機，一般來説，在姿態平穩時，控制方向舵會改變飛機的航向，通常會造成一定角度的橫滾，在穩定性好的飛機上，看起來就像汽車在地面轉彎一般，可稱其為測滑。方向舵是最常用做自動控制轉彎的手段，方向舵轉彎的缺點是轉彎半徑相對較大，較副翼轉彎的機動性略差。 副翼的作用是進行飛機的橫滾控制。固定翼飛機當產生橫滾時，會向橫滾方向進行轉彎，同時會掉一定的高度。 升降舵的作用是進行飛機的俯仰控制，拉桿抬頭，推杆低頭。拉桿時飛機抬頭爬升，動能朝勢能的轉換會使速度降低，因此在控制時要監視空速，避免因為過分拉桿而導致失速。 油門舵的作用是控制飛機發動機的轉速，加大油門量會使飛機增加動力，加速或爬升，反之則減速或降低。

瞭解了各舵的控制作用，我們開始討論一下升降舵和油門的控制。固定翼飛機都有一個最低時速被稱做失速速度，當低於這個速度的時候飛機將由於無法獲得足夠的升力而導致舵效失效，飛機失控。通過飛機的空速傳感器我們可以實時獲知飛機的當前空速，當空速降低時必須通過增加油門或推杆使飛機損失高度而換取空速的增加，當空速過高時減小油門或拉桿使飛機獲得高度而換取空速的降低。因此固定翼飛機有兩種不同的控制模式，根據實際情況的使用而供用户選擇： 第一種控制方式是，根據設定好的目標空速，當實際空速高於目標空速時，控制升降舵拉桿，反之推杆；那空速的高低影響了高度的高低，於是採用油門來控制飛機的高度，當飛行高度高於目標高度時，減小油門，反之增加油門。由此我們可以來分析，當飛機飛行時，如果低於目標高度，飛控控制油門增加，導致空速增加，再導致飛控控制拉桿，於是飛機上升；當飛機高度高於目標高度，飛控控制油門減小，導致空速減小，於是飛控再控制推杆，使高度降低。這種控制方式的好處是，飛機始終以空速為第一因素來進行控制，因此保證了飛行的安全，特別是當發動機熄火等異常情況發生時，使飛機能繼續保持安全，直到高度降低到地面。這種方式的缺點在於對高度的控制是間接控制，因此高度控制可能會有一定的滯後或者波動。 第二種控制方式是：設定好飛機平飛時的迎角，當飛行高度高於或低於目標高度時，在平飛迎角的基礎上根據高度與目標高度的差設定一個經過PID控制器輸出的限制幅度的爬升角，由飛機當前的俯仰角和爬升角的偏差來控制升降舵面，使飛機迅速達到這個爬升角，而儘快完成高度偏差的消除。但飛機的高度升高或降低後，必然造成空速的變化，因此採用油門來控制飛機的空速，即當空速低於目標空速後，在當前油門的基礎上增加油門，當前空速高於目標空速後，在當前油門的基礎上減小油門。這種控制方式的好處是能對高度的變化進行第一時間的反應，因此高度控制較好，缺點是當油門失效時，比如發動機熄火發生時，由於高度降低飛控將使飛機保持經過限幅的最大仰角，最終由於動力的缺乏導致失速。 因此，兩種控制模式根據實際情況而選用。我們選用的是第二種控制模式，並增加了當空速低於一定速度的時候，認為異常發生，立刻轉為第一種控制模式以保證飛機的安全。

五孔探頭空速管（壓差比）攻角傳感器和側滑角傳感器的架構比較簡單，主要包括用來測量各種壓力的半球形或圓錐五孔探頭、安裝在機身的傳感器支撐部分以及連接探頭和支撐部分的來接部分。若干氣動管路貫穿探頭、連接部分和支撐部分傳導壓力，差壓傳感器將壓力信號轉換為電信號，通過公式，計算出攻角（迎角）和側滑角。

無人機未來發展方向：智能化、系統化、集羣化。